Construção e avaliação de imunossensores eletroquímicos em plataformas descartáveis visando diagnóstico e traigem de Hanta vírus Araucária e SARS-Cov-2

Abstract

Resumo: A presente tese de doutorado apresenta como objetivo o desenvolvimento de dois imunossensores, um para detecção de nucleoproteína do Hantavírus Araucária (Np) e outro para detecção de anticorpos contra o SARS-CoV-2. Sendo assim, foi realizado o desenvolvimento de um imunossensor eletroquímico baseado em impressão 3D por FDM, o qual foi utilizado para detecção da Np. A construção do dispositivo consistiu na imobilização direta de anticorpos IgG contra a Np em eletrodos impressos utilizando o polímero condutor proto-pasta e a detecção da proteína foi realizada por label-free através da inibição do sinal da sonda de Ferricianeto de Potássio. O dispositivo mostrou potencialidade para a detecção quantitativa da Np na faixa de concentração de 30 a 240 µg mL-1, com limite de detecção de 22 µg mL-1. Além disso, o imunossensor foi aplicado para detecção da Np em amostras de soro humano fortificadas e possibilitou a diferenciação de amostras positivas e negativas. O segundo objetivo consistiu na utilização de quantum dots de grafeno (GQD) e polihidroxibutirato (PHB) como plataforma de imobilização para o RBD do SARS-CoV-2 visando detectar anticorpos IgG contra essa proteína (AbS). Utilizando condições experimentais ótimas, foram construídas duas curvas analíticas, uma em PBS e outra em soro humano diluído, as quais mostraram baixo efeito de matriz e uma correlação logarítmica entre a concentração de AbS e a corrente de pico anódico na faixa de concentração de 100 ng mL-1 a 10 µg mL-1. O sensor se mostrou seletivo frente a anticorpos contra a febre amarela e oito amostras clínicas de soro humano foram analisadas, obtendo-se 87,5% de assertividade no diagnóstico. Sendo assim, os dispositivos se mostraram adequados ao propósito de detecção das proteínas nas condições estudadas.

Abstract: The following doctoral thesis has as objective the development of two immunosensors, one for the detection of Hantavirus Araucária nucleoprotein and the other one aiming to detect antibodies IgG against SARS-CoV-2. Therefore, an electrochemical immunosensor was developed based on 3D printing by FDM. The device was applied to detect Hantavirus Araucaria nucleoprotein. The immunosensor assemble consists of immobilizing IgG antibodies against Np on electrodes, which were 3D printed with conductive polymer proto-pasta. The detection was performed on a label-free array based on potassium ferricyanide redox signal. The device showed potential for quantitative detection of Np with concentration ranging from 30 to 240 µg mL-1 with a limit of detection of 22,0 µg mL-1. In addition, the immunosensor was applied for serological detection of Np in fortified human serum sample and showed the ability to differentiate positive from negative samples. The second objective consisted of use graphene quantum dots (GQD) and polyhydroxybutyrate (PHB) as an immobilization platform for RBD from SARS-CoV-2 in order to detect IgG antibodies against this protein (AbS). Using the optimal experimental conditions, analytical curves were performed in PBS and human serum spiked with AbS showing a slight matrix effect and a relationship between voltametric signal and AbS concentration in the range of 100 ng mL-1 and 10 µg mL-1. The proposed sensor selectivity was tested against yellow fever antibodies (YF) and the selective layer on the electrode surface did not interact with these antibodies. Eight samples of blood serum were analyzed and 87.5% provided adequate results. Thus, the devices proved to be adequate for the purpose of detecting these proteins under the studied conditions.