Desenvolvimento de Plataforma Biossensora Nanoestruturada Baseada em Pontos Quânticos: Uma Abordagem Fotoeletroquímica
Fotocorrente; DENV; lectina ligadora de manose (MBL); manana, pontos quânticos de CdTe; ZIKV.
Os pontos quânticos (PQs) são nanopartículas (NPs) semicondutoras que apresentam propriedades ópticas e físico-químicas singulares, as quais têm atraído seu uso para o desenvolvimento de plataformas biossensoras fotoeletroquímicas. Essa tecnologia tem se destacado como uma estratégia promissora, principalmente devido à integração de processos ópticos e eletroquímicos, a qual resulta em sensibilidade analítica associada a baixos níveis de ruído de fundo. Nesse âmbito, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de uma plataforma fotoeletroquímica baseada em PQs de CdTe imobilizados em lâminas de óxido de índio e estanho (ITO – Indium Tin Oxide), em associação com a lectina ligadora de manose (MBL), visando sua aplicação no reconhecimento de carboidratos, incluindo os glicanos expostos na superfície de arbovírus da Zika (ZIKV) e da Dengue (DENV, sorotipos 1 e 3). Os glicanos expostos na superfície viral desempenham papéis essenciais no reconhecimento celular e na evasão imunológica. A MBL é relevante nesse contexto pois é uma lectina capaz de interagir com arranjos de D-manose e N-acetil-D-glicosamina na presença de íons cálcio. A influência do tamanho dos PQs na geração da fotocorrente também foi investigada. Assim, PQs de CdTe, estabilizados com ácido mercaptosuccínico, com emissão no verde (PQG) e no vermelho (PQR) foram sintetizados e caracterizados opticamente. As lâminas de ITO foram silanizadas, com posterior imobilização covalente dos PQs. O PQR apresentou melhor desempenho fotoeletroquímico e propiciou uma fotocorrente de cerca de 6× maior que a do PQG, além de conferir estabilidade à fotocorrente em ciclos sucessivos de iluminação, permanecendo fluorescente na plataforma por pelo menos 60 dias. Paralelamente, ambos os PQs foram conjugados covalentemente a anticorpos IgG. A conjugação foi avaliada pelo ensaio fluorescente em microplaca (EFM), e o PQR apresentou maior eficiência, sugerindo que a robustez da superfície das NPs pode estar associada ao seu desempenho fotoeletroquímico. A MBL foi imobilizada na plataforma ITO/Silano/PQR e sua funcionalidade foi avaliada por meio da interação com a manana, como modelo de glicano. Interessantemente, a MBL atuou como elemento facilitador de transferência de cargas, propiciando um aumento na fotocorrente. Observou-se uma redução significativa da fotocorrente após incubação com a manana (15 min) somente na presença de cálcio, confirmando a especificidade do reconhecimento via MBL. Ademais, a plataforma foi capaz de reconhecer glicanos expostos nas superfícies de ZIKV e DENV após 15 min de incubação, apresentando respostas fotoeletroquímicas diferenciadas entre os vírus, atribuídas às variações nos arranjos de carboidratos e à acessibilidade dos glicanos do envelope viral. ZIKV e DENV 1 apresentaram reduções de fotocorrente próximas, entre 55–60%, indicando que a MBL os reconhece de forma similar, nas condições avaliadas. Por outro lado, DENV 3 promoveu uma menor redução, de ~43%, indicando uma menor afinidade com a MBL. Assim, este estudo contribuiu para a compreensão do papel dos PQs em plataformas fotoeletroquímicas e para o desenvolvimento de uma ferramenta capaz de reconhecer glicanos de arbovírus via MBL, com potencial para investigar perfis glicobiológicos em plataformas de biossensoriamento.