doctoralThesis
Desenvolvimento de sensores para identificação de micotoxinas a partir do uso de nanoestruturas de carbono e zinco
Registro en:
COSTA, Maurília Palmeira da. Desenvolvimento de sensores para identificação de micotoxinas a partir do uso de nanoestruturas de carbono e zinco. 2018. Tese (Doutorado em Bioquímica e Fisiologia) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2018.
Autor
COSTA, Maurília Palmeira da
Institución
Resumen
Os alimentos estão propensos à contaminação por substâncias tóxicas produzidas por fungos e sua ingestão pode acarretar doenças que variam de acordo com o tipo de toxina, as principais aflatoxina B1 e a ocratoxina A. A detecção destas micotoxinas em alimentos é importante para avaliação dos níveis de concentração toleráveis pelo organismo humano, visto que as metodologias atuais demandam tempo, custo elevado e necessitam de mão de obra especializada. Novos métodos de detecção necessitam ser incorporados no mercado tendo em vista a necessidade de uma avaliação rápida e precisa destes contaminantes. O presente trabalho tem por finalidade o desenvolvimento de biodispositivos nanoestruturados para detecção das toxinas Aflatoxina B1 (AFB1) e Ocratoxina A (OTA). As plataformas sensoras desenvolvidas, baseada em cisteína (Cys), nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados com grupo carboxílico (MWCNT) e anticorpo monoclonal anti-AFB1 (AcAFB1); e outra baseada em Cys, nanopartículas de óxido de zinco aminadas (ZnONPs) e aptâmero específico para OTA (APT). A Espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e Voltametria Cíclica (VC) foram utilizadas para monitorar o processo de construção das plataformas sensoras e os eventos de interação e reconhecimento de AcAFB1 e APT frente às micotoxinas de estudo. As análises topográficas dos sistemas foram realizadas por microscopia de força atômica (AFM). Para os processos de modificação da superfície dos eletrodos de trabalho foram comprovadas perturbações na transferência de elétrons após cada etapa de construção para os sistemas Cys-MWCNT-AcAFB1 e Cys-ZnONPs-APT. O sistema Cys-MWCNT-AcAFB1 apresentou uma resposta linear no intervalo de concentração de 0,1 a 20 pg.mL-1, enquanto que o sistema para OTA apresentou faixa de detecção entre 0,1 a 15 pg.mL-1. As plataformas nanoestruturadas apresentaram uma ótima sensibilidade e especificidade frente as toxinas em estudo, podendo ser empregadas para identificação da AFB1 em farinha de milho e OTA para café moído e torrado. FACEPE Foods are prone to contamination by toxic substances produced by fungi and their ingestion can lead to diseases that vary according to the type of toxin, the main aflatoxin B1 and ochratoxin A. The detection of these mycotoxins in food is important for the evaluation of levels of concentration tolerable by the human organism, since the current methodologies demand time, high cost and need specialized labor. New detection methods need to be incorporated into the market in view of the need for a rapid and accurate assessment of these contaminants. The present work aims at the development of nanostructured biodisposites for the detection of toxins Aflatoxin B1 (AFB1) and Ochratoxin A (OTA). The sensor platforms developed, based on cysteine (Cys), carboxyl group functionalized multiple wall carbon nanotubes (MWCNT) and anti-AFB1 monoclonal antibody (AcAFB1); and another based on Cys, aminated zinc oxide nanoparticles (ZnONPs) and aptamer specific for OTA (APT). Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Cyclic Voltammetry (VC) were used to monitor the construction process of the sensor platforms and the interaction and recognition events of AcAFB1 and APT against the studymycotoxins. The topographic analyzes of the systems were performed by atomic force microscopy (AFM). For the processes of surface modification of working electrodes, electron transfer perturbations were demonstrated after each construction step for the Cys-MWCNT-AcAFB1 and Cys-ZnONPs-APT systems. The Cys-MWCNT-AcAFB1 system presented a linear response in the concentration range of 0.1 to 20 pg.mL-1, while the OTA system showed a detection range of 0.1 to 15 pg.mL-1. The nanostructured platforms presented an excellent sensitivity and specificity against the toxins under study and could be used to identify AFB1 in corn flour and OTA for ground and roasted coffee.