Superfícies capacitivas e impedimétricas como plataforma eletroquímica para determinação de biomarcadores clinicamente relevantes - Fernandes, Flávio Cesar Bedatty (2015)
Neste trabalho está descrito a aplicação de superfícies moleculares nanoestruturadas com grupos redox confinados e elementos de reconhecimento específico (anticorpos) para detecção de biomarcadores clinicamente importantes como: proteína C-reativa (CRP), fosfatase prostática ácida humana (hPAP) e alfasinucleína. Em princípio, os grupos redox confinados contribuem para um carregamento interfacial substancial dependente do potencial que pode ser monitorado sensivelmente e resolvido na frequência por espectroscopia de impedância derivada em capacitância (ECE). O sinal de carregamento interfacial, aqui nomeado como capacitância redox (), o qual tem a magnitude do sinal relacionado com a densidade de centros redox ocupados e a sua natureza quântica é sensível a modificações na superfície. Assim, o sinal é capaz de traduzir sensívelmente eventos de ligações e reconhecimentos de alvos específicos sobre a superfície receptiva. Este novo método de transdução foi aplicado aqui usando superfícies de diferentes composições químicas construídos a partir de diferentes tipos de tióis como pentadecanotiol, 16-mercaptohexadecanóico ácido ou PEGlate conjudagados com 11-ferrocenilundecanotiol em diferentes proporções. No primeiro estudo a CRP e a hPAP foram detectadas de uma forma específica, com uma faixa linear clinicamente útil e limites de detecção (L.D.) significantemente melhores do que outros trabalhos eletroquímicos previamente reportados na literatura (200 pmol L-1 e 11 ρmol L-1 para CRP e hPAP, respectivamente). Adicionalmente, a ECE e a espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) foram comparadas analiticamente mostrando resultados equivalentes para detecção de CRP por ambas as técnicas com a vantagem que a ECE não requer a adição de uma probe redox em solução. Também, as formas de imobilização hidrofóbica e covalente da espécie receptiva foram comparadas e a imobilização covalente mostrou resultados mais robustos do que a imobilização hidrofóbica do anticorpo. A última vantagem proposta neste trabalho foi a aplicação das análises de função de imitância () que é baseada no uso de um portfólio de funções de imitância matematicamente derivadas e componentes relacionados, capazes, a partir do mesmo conjunto de dados, de permitir o aumento da sensibilidade das análises de detecção de biomarcadores e primordialmente encurtar o tempo de ensaios em comparação a analises impedimétricas realizadas usando abordagens faradaicas, não-faradaicas ou capacitiva redox tradicionais. O conceito de foi primeiramente validado para metodos EIE para detecção de CRP e o desempenho analítico das foi superior ao parâmetro tradicional resultando em ensaios aproximadamente 12 vezes mais sensíveis e 10 vezes mais rápidos. O conceito de foi também combinado com ECE para detecção de alfa-sinucleína e CRP alcançando valores de L.D. de 121,1 ± 2,7 pmol L-1 e 7,4 ± 3,1 pmol L-1, respectivamente. O ponto mais promissor nos resultados foi o curto tempo requerido para acquisição de dados, em que menos de 3 minutos por medidas em triplicatas foram necessários. Estes ensaios são label free, ultrassensíveis, específicos e acompanhados por uma boa faixa linear.