{"id":9931,"date":"2022-08-31T11:30:40","date_gmt":"2022-08-31T14:30:40","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/?p=9931"},"modified":"2022-09-01T20:54:55","modified_gmt":"2022-09-01T23:54:55","slug":"artigo-em-destaque-biossensor-fotoeletroquimico-para-o-diagnostico-point-of-care-de-doencas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-biossensor-fotoeletroquimico-para-o-diagnostico-point-of-care-de-doencas\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque: Biossensor fotoeletroqu\u00edmico para o diagn\u00f3stico “point-of-care” de doen\u00e7as."},"content":{"rendered":"

\"Capa<\/a>
Capa da ACS Applied Materials & Interfaces destacou o trabalho da equipe da USP S\u00e3o Carlos.<\/figcaption><\/figure><\/p>\n

Utilizando um conjunto de materiais cuidadosamente preparados e combinados, pesquisadores da USP de S\u00e3o Carlos desenvolveram um imunossensor fotoeletroqu\u00edmico port\u00e1til com potencial para uso no diagn\u00f3stico precoce de doen\u00e7as. O dispositivo permite a detec\u00e7\u00e3o r\u00e1pida e precisa de doen\u00e7as como o c\u00e2ncer, inclusive em est\u00e1gio inicial. O imunossensor foi testado, com resultados muito bons, na detec\u00e7\u00e3o do ant\u00edgeno prost\u00e1tico espec\u00edfico (PSA na sigla em ingl\u00eas), que \u00e9 o marcador mais utilizado para diagnosticar e acompanhar casos de c\u00e2ncer de pr\u00f3stata a partir de amostras de sangue.<\/p>\n

Em um sistema compacto, que cabe em uma m\u00e3o, o dispositivo re\u00fane todos os elementos necess\u00e1rios para realizar o diagn\u00f3stico, prescindindo de laborat\u00f3rios e profissionais especializados.\u00a0Dessa forma, torna-se atrativo, por exemplo, para uso em locais afastados de centros de sa\u00fade e se insere dentro do paradigma de\u00a0point-of-care testing<\/i>, uma express\u00e3o que designa, na \u00e1rea de sa\u00fade, a possibilidade de se fazer exames cl\u00ednicos no mesmo local do atendimento m\u00e9dico.<\/p>\n

\u201cA tecnologia desenvolvida tem potencial para facilitar e tornar mais r\u00e1pidos e precisos os diagn\u00f3sticos de c\u00e2ncer, principalmente no est\u00e1gio inicial. O m\u00e9todo permite a detec\u00e7\u00e3o de biomarcadores em baixos n\u00edveis de concentra\u00e7\u00e3o e no pr\u00f3prio consult\u00f3rio m\u00e9dico\u201d, diz\u00a0Thiago Serafim Martins<\/b><\/a>, um dos autores correspondentes do\u00a0artigo<\/a><\/b>\u00a0que reporta esta pesquisa e foi capa<\/a><\/strong> no peri\u00f3dico\u00a0ACS Applied Materials & Interfaces<\/i>. Martins participou deste trabalho durante o seu doutorado, cuja tese foi defendida neste ano no Instituto de Qu\u00edmica de S\u00e3o Carlos (IQSC-USP).<\/p>\n

\"Graphitic<\/a>
Os autores do paper. A partir da esquerda: Jos\u00e9 L. Bott-Neto, Thiago S. Martins, Lorenzo A. Buscaglia, Sergio A. S. Machado e Osvaldo N. Oliveira Jr.<\/figcaption><\/figure>\n

O desafio<\/b><\/p>\n

Imunossensores formam uma classe de dispositivos de detec\u00e7\u00e3o cujo funcionamento se baseia na intera\u00e7\u00e3o entre anticorpos e os seus ant\u00edgenos. Nesses biossensores, anticorpos s\u00e3o imobilizados na superf\u00edcie da plataforma de detec\u00e7\u00e3o de modo que, ao entrarem em contato com seus respectivos ant\u00edgenos, e apenas com eles, ocorra a rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica que, no organismo, permite que nos defendamos dos\u00a0pat\u00f3genos.<\/p>\n

Nesse momento, entra em cena outro componente do imunossensor, o transdutor, o qual traduz essa informa\u00e7\u00e3o imunoqu\u00edmica em outro tipo de sinal que possa ser facilmente interpretado (geralmente uma corrente el\u00e9trica). Quando essa tradu\u00e7\u00e3o se baseia em rea\u00e7\u00f5es eletroqu\u00edmicas, o dispositivo \u00e9 chamado de imunossensor eletroqu\u00edmico. E quando a gera\u00e7\u00e3o de corrente el\u00e9trica \u00e9 incentivada pela a\u00e7\u00e3o da luz sobre um material sens\u00edvel, se diz que o imunossensor \u00e9 fotoeletroqu\u00edmico, \u201cOs biossensores fotoeletroqu\u00edmicos pertencem a uma abordagem anal\u00edtica sens\u00edvel e de baixo custo para detectar mol\u00e9culas de interesse cl\u00ednico e ambiental\u201d, diz\u00a0Jos\u00e9 Luiz Bott-Neto<\/b><\/a>,\u00a0p\u00f3s-doutorando no Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos (IFSC-USP) e coautor correspondente do paper. Entretanto, explica ele, antes deste trabalho, essa tecnologia exigia o uso de fontes de luz de grandes dimens\u00f5es e alta pot\u00eancia, o que inviabilizava o seu uso em dispositivos port\u00e1teis.<\/p>\n

Frente a essa limita\u00e7\u00e3o, a equipe da USP S\u00e3o Carlos se prop\u00f4s a desenvolver um fotocatalisador (um nanomaterial capaz de aumentar a capacidade do sistema de absorver luz e transform\u00e1-la em corrente el\u00e9trica) que permitisse usar fontes de luz menores. Os pesquisadores partiram de dois materiais que, al\u00e9m de apresentar propriedades fotocatalisadoras, s\u00e3o at\u00f3xicos, de baixo custo e f\u00e1cil preparo: o di\u00f3xido de tit\u00e2nio (TiO2) e o nitreto de carbono graf\u00edtico (gC3N4). Ent\u00e3o, eles inseriram \u00e1tomos de n\u00edquel na estrutura do nitreto de carbono graf\u00edtico, formando o composto Ni-gC3N4, e combinaram esse material com nanopart\u00edculas de di\u00f3xido de tit\u00e2nio, resultando na forma\u00e7\u00e3o do comp\u00f3sito Ni-gC3N4\/TiO2. Finalmente, trataram a superf\u00edcie do comp\u00f3sito com sal de aril diaz\u00f4nio. \u201cEste \u00faltimo atuou como amplificador de sinal ao mesmo tempo que possibilitou a imobiliza\u00e7\u00e3o dos anticorpos nas nanopart\u00edculas\u201d, diz Bott-Neto. O fotocatalisador foi usado para revestir os eletrodos de carbono do sistema fotoeletroqu\u00edmico.<\/p>\n

O resultado<\/b><\/p>\n

Sempre buscando simplicidade e miniaturiza\u00e7\u00e3o, os autores montaram um prot\u00f3tipo do dispositivo com os fotocatalisadores, os anticorpos anti-PSA imobilizados neles, um sistema el\u00e9trico e, como fonte de luz, um LED de 3 watts, al\u00e9m de pe\u00e7as produzidas por meio de impress\u00e3o 3D. Nos testes de desempenho, o immunosensor fotoeletroqu\u00edmico foi capaz de detectar o PSA em diversas concentra\u00e7\u00f5es em amostras de soro humano, e apresentou o menor limite de detec\u00e7\u00e3o j\u00e1 relatado na literatura para dispositivos desse tipo, segundo os autores do artigo. \u201cA alta sensibilidade e seletividade do imunossensor pode ser atribu\u00edda \u00e0 heterojun\u00e7\u00e3o entre Ni-gC3N4 e TiO2\u201d, explica Bott-Neto.<\/p>\n

O trabalho traz uma contribui\u00e7\u00e3o fundamental para levar a tecnologia de detec\u00e7\u00e3o fotoeletroqu\u00edmica, que se caracteriza pelo baixo custo e altos n\u00edveis de sensibilidade e seletividade, a aplica\u00e7\u00f5es que requerem portabilidade, como os testes point-of-care<\/em>.<\/p>\n

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\"A<\/a>
A partir da esquerda: foto do sistema port\u00e1til de detec\u00e7\u00e3o fotoeletroqu\u00edmica operando com um LED; ilustra\u00e7\u00e3o do imunossensor fotoeletroqu\u00edmico para a detec\u00e7\u00e3o de PSA: fotocatalisador (Ni-gC3N4\/TiO2), bloqueador (BSA), anticorpo (anti-PSA), ant\u00edgeno espec\u00edfico de pr\u00f3stata (PSA); imagem de microscopia eletr\u00f4nica de transmiss\u00e3o do fotocatalisador Ni-gC3N4\/TiO2.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
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Refer\u00eancia do artigo cient\u00edfico:\u00a0<\/b>Photocatalysis of TiO2 Sensitized with Graphitic Carbon Nitride and Electrodeposited Aryl Diazonium on Screen-Printed Electrodes to Detect Prostate Specific Antigen under Visible Light. Jos\u00e9 L Bott-Neto, Thiago S Martins, Lorenzo A Buscaglia, Sergio A S Machado, and Osvaldo N Oliveira Jr. ACS Applied Materials & Interfaces 2022, 14, 19, 22114\u201322121. \u00a0https:\/\/doi.org\/10.1021\/acsami.2c03106<\/a><\/p>\n

Contato de autor correspondente:<\/b>\u00a0joseluiz.bott@gmail.com<\/a><\/p>\n<\/div>\n

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