Desenvolvimento de um imunossensor contendo nanopartículas de prata e nanoplaquetas de grafite para detecção de microcistina-LR

Abstract

Este trabalho relata o desenvolvimento de um imunossensor eletroquímico label-free construído em uma etapa para a detecção de microcistina-LR (MCLR) aplicando voltametria de onda quadrada (VOQ). A modificação da superfície de um eletrodo de carbono vítreo foi realizada através da construção de uma plataforma imobilizadora para anticorpos constituída de nanoplaquetas esfoliadas de grafite e nanopartículas de prata, que atuam também como sonda redox. Foram realizados estudos de caracterização do nanomaterial utilizando espectroscopia UV-Vis, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, potencial zeta, espectroscopia de impedância eletroquímica e VOQ. A MCLR é uma cianotoxina produzida por cianobactérias encontradas em diferentes ambientes aquáticos e é considerada altamente prejudicial para seres humanos e animais se ingerida em baixas concentrações, além de ter sido responsável por diversas mortes no desastre da Síndrome de Caruaru em 1996. Este imunossensor em condições otimizadas, utilizando eletrólito suporte PBS 0,01 mol L-1 pH 9,0 e tempo de incubação de apenas 10 minutos foi capaz de obter uma curva de calibração de 0,5 a 5000 ng mL-1 de MCLR com limite de detecção de 0,017 ng mL-1. O estudo para avaliar compostos presentes em água do mar como KCl, KBr, NaCl, Na2SO4, NaHCO3 e CaCl2 que poderiam interferir na análise não demonstrou interferências. A determinação de MCLR realizada em amostra obtida na praia de Jurerê, em Florianópolis ? Santa Catarina fortificada com 1,0 ng mL-1 de MCLR demonstrou bom resultado apresentando erro relativo de 5,8 % e desvio padrão relativo (RSD) de 4,4 %. O estudo de estabilidade realizado apresentou 94,3 % do resultado inicial após sete dias. O estudo de repetibilidade intra-dia apresentou RSD de 14,1 % e a repetibilidade inter-dia 7,0 %. Os resultados obtidos indicam que o imunossensor apresenta performance rápida, sensível, seletiva e de alta estabilidade na detecção de MCLR em água do mar demonstrando-se uma ferramenta útil nesta análise com possibilidade de aplicação em outras amostras devido a sua faixa de trabalho.<br>

Abstract : This work reports the development of a label-free electrochemical immunosensor assembled in one-step for the detection of microcystin-LR (MCLR) in seawater applying square-wave voltammetry (SWV). The surface of a glassy carbon electrode was modified by building an immobilization platform for antibodies using exfoliated graphite nanoplatelets and silver nanoparticles, also applied as redox probe. Nanomaterial characterization studies were performed using UV-Vis spectroscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, zeta potential, electrochemical impedance spectroscopy and SWV. MCLR is a cyanotoxin produced by cyanobacteria that can be found in different aquatic environments and is considered highly harmful to humans and animals if ingested at low concentrations, in addition to being responsible for several deaths in the Caruaru Syndrome?s disaster in 1996. This immunosensor in optimized conditions, using 0.01 mol L-1 pH 9.0 PBS supporting electrolyte and incubation time of only 10 minutes was able to obtain a calibration curve from 0.5 to 5000 ng mL-1 MCLR with a detection limit of 0.017 ng mL-1. The study to evaluate compounds present in seawater such as KCl, KBr, NaCl, Na2SO4, NaHCO3 and CaCl2, that could interfere in the analysis did not present interference. MCLR determination was carried out in a sample collected at Jurerê Beach in Florianópolis ? Santa Catarina spiked with 1.0 ng mL-1 MCLR and showed good results presenting relative error of 5.8 % and relative standard deviation (RSD) of 4.4 %. The stability study presents 94.3 % of the initial response after seven days. Intra-day precision study presented RSD of 14.1 % and inter-day precision study presented 7.0 %. The results obtained indicate that the immunosensor presents fast, sensitive, selective and highly stable performance for the detection of MCLR in seawater presenting itself as a useful tool in this analysis with a possibility of application in other sorts of samples due to its work range.