Desenvolvimento de sensor fotoeletroquímico miniaturizado empregando nitreto de carbono grafítico e aplicações na detecção da SARS-CoV-2

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Catunda, Lucas Gomes da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: arduino; detecção SARS-CoV-2; miniaturized platform; photoelectrochemical sensor (PEC); plataforma miniaturizada; saliva test; SARS-CoV-2 detection; sensor fotoeletroquímico (PEC); teste em saliva
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-20062023-091612/

Em dezembro de 2019, um betacoronavírus SARS-CoV-2 surgiu em Wuhan na China, espalhando-se rapidamente pelo mundo, causando a síndrome aguda respiratória grave (Covid-19). Diversas estratégias foram utilizadas e outras estão sendo desenvolvidas visando frear ou mitigar a disseminação do vírus, incluindo a utilização do isolamento social, de medicamentos, imunização da população via vacinação e diagnóstico da doença. Diversos métodos foram aplicados para diagnosticar a doença, porém, muitos destes testes apresentam custo elevado, pois requerem mão de obra especializada e infraestrutura robusta para realização do diagnóstico, inviabilizando sua aplicação em larga escala em algumas regiões do mundo. Diante disso, o objetivo desde trabalho foi de desenvolver um biossensor label-free mimetizado, utilizando impressão 3D e Arduino, visando à detecção do vírus da SARS-CoV-2 a partir da amostra de saliva, empregando a técnica fotoeletroquímica (PEC). A tese pôde ser desenvolvida a partir de 3 trabalhos principais que renderam 3 artigos publicados: o primeiro foi referente ao desenvolvimento de uma tinta de Ag/AgCl de baixo custo que foi utilizada como tinta de referência para o genosensor fotoeletroquímico. O segundo artigo foi relacionado ao desenvolvimento de um sensor fotoeletroquímico empregando nitreto de carbono grafítico carbonilado (c-g-C3N4) em eletrodo impresso (SPE) para sua utilização como biosensor fotoeletroquímico. O terceiro foi o complemento ao segundo empregando novamente nitreto de carbono grafítico e, também, empregando nanopartículas de ouro modificadas com glutationa para detecção da SARS-CoV-2 (SPE/c-g-C3N4/GSH-AuNPs) em amostras reais de saliva. Além disso, no terceiro trabalho, foi desenvolvido um dispositivo para acoplar o sistema fotoeletroquímico empregando uma impressora 3D. Ainda, foi utilizado o Arduino para controle do sistema de iluminação e comunicação com o potenciostato para automatização do sistema fotoeletroquímico. Para detecção do vírus, a sonda de captura (cpDNA) foi imobilizada na superfície do eletrodo. O genosensor modificado apresentou um intervalo de respostas linear de 1 a 10000 fmol L-1 e limites de detecção de 2,2 e 3,4 fmol L-1 usando dois diferentes tipos de DNA de captura (cpDNA) do tipo 1A e 3A respectivamente. A sensibilidade e acurácia encontrada utilizando o genosensor de cpDNA 1A com amostras reais foram de 93.3 e 80% respectivamente, indicando o potencial do dispositivo portátil e label-free para detecção da SARS-CoV-2 em amostras de saliva.