Líder: Prof. Dr. Ronaldo Censi Faria – rcfaria@ufscar.br

1. Laboratório de Bioanalítica e Eletroanalítica LABiE Líder: Prof. Dr. Ronaldo Censi Faria – rcfaria@ufscar.br Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia - CCET Departamento de Química Introdução O laboratório de Bioanalítica e Eletroanalítica (LABiE), criado em 2004 no Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos, tem como objetivo desenvolver biossensores e sensores piezelétricos e eletroquímicos para detecção de biomarcadores de doenças humanas e de plantas, entre elas, câncer e cancro cítrico, bem como micro-organismos patogênicos e fármacos. Nos últimos anos, o grupo desenvolveu sistemas de detecção de biomarcadores de plantas e fármacos utilizando nanomateriais como: nanopartículas de ouro e nanotubos de carbono; partículas magnéticas para captura e pré-concentração das espécies de interesse possibilitando atingir baixos limites de detecção e maior estabilidade das biomolécula imobilizadas sobre a superfície do sensor. Atualmente, a linha de pesquisa do Grupo é baseada no desenvolvimento de imunossensores em células microfluídicas com materias de baixo custo acoplada a um arranjo de eletrodos descartáveis para detecção eletroquímica multiplexada de biomarcadores de câncer e detecção de micro-organismos patogênicos em alimentos. Exemplos de Trabalhos do LABiE Neste trabalho, uma proteína recombinante denominada CPXaC, um potencial biomarcador para detecção do Cancro cítrico foi avaliada com uma micro balança de cristal de quartzo (QCM). Para tanto, um anticorpo produzido em coelho, anti-CPXaC, foi imobilizado sobre diferentes monocamadas auto organizadas de alcanotióis e posteriormente foi avaliada a interação antígeno-anticorpo com uma QCM com fator de dissipação de energia. A superfície mais rígida e portanto mais adequadas para fins de QCM foi a monocamada homogênea de cadeia longa (ácido mercpto undecanóico). Com esse sistema, foi possível obter um limite de detecção de 13 nmol L-1 para CPXaC bem como uma interface seletiva sem interações inespecíficas para as proteínas estudadas. Portanto, estes estudos fornecem novas perspectivas sobre o uso de CPXaC como um biomarcador para um imunossensor piezelétrico altamente sensível para detecção do Cancro cítrico.1 Figura 1: Representação do método de imobilização do anticopro anti-CPXaC em diferentes monocamadas de alcanotióis. a) Figura 3: 1 adição de 4,15×10-6 mol L-1 de canecistatina; 2 adição de 3,03×10-6 mol L-1 BSA e 3 adição de 320×10-9 mol L-1 de cisteino peptidase da X. fastidiosa sobre o cristal modificado com anti-CPXaC. Figura 2: Curvas em tempo real da variação da frequência de 0 a 645×10-9 mol L-1 de CPXaC (curvas 1-5) em fluxo contínuo de PBS pH 7,2. (B) Curva analítica do imunossensor para CPXaC. Trabalhos publicados Em um outro trabalho a detecção de Salmonela em leite foi realizada com partículas magnéticas modificadas com anticorpo primário anti-Salmonela para captura e pré concentração de Salmonela em amostras de leite compradas no comercio local. Após a captura o complexo formado, partículas magnéticas e salmonela , foi marcado com nanopartículas de ouro modificadas com anti-Salmonela secundário que formou o complexo partículas magnéticas , Salmonela e nanopartículas de Ouro. O complexo formado foi adicionado sobre um eletrodo de carbono impresso que possuía um imã em sua base e a detecção eletroquímica foi realizada pela monitoração do processo redox do ouro com a técnica de redissolução catódica. Com esse sistema foi possível detectar 143 CFU mL-1de Salmonela em 1h:30 min. Os resultados obtidos indicam que o imunossensor poderá ter diversas aplicações na área de alimentos, médica e ambiental onde um dispositivo rápido, de baixo custo e fácil de usar e que permite aplicações em campo.2 b) Figura 5: MEV de partículas magnéticas e partículas magnéticas com Salmonelas capturadas Branco Projetos de Pesquisa em Andamento Figura 4: Representação esquemática da detecção eletroquímica de Salmonela em leite Figura 6: Detecção eletroquímica por voltametria de Pulso diferencial obtidos do sinal de nanoparítucals de ouro após a formação do complexo com Salmonela e curva de calibração AISI 1040 steel BRANCO Referências Colaborações e Parcerias Afonso, A. S. et al. (2013). ElectrochemicaldetectionofSalmonellausinggoldnanoparticles. Biosensors & Bioelectronics, 40(1), 121-126 Afonso, A. S., et al (2013). QCM immunoassay for recombinantcysteine peptidase: A potentialproteinbiomarker for diagnosisofcitruscanker. Talanta, 104, 193-197. Alves, C. A., et al. (2011). Real-time investigationofmannosyltransferasefunctionof a Xylella fastidiosa recombinantGumHproteinusing QCM-D. BiochemicalandBiophysicalResearch Communications, 408(4), 571-575. Krause, C. E., et al. (2013). RapidMicrofluidicImmunoassaysofCancerBiomarkerProteinsUsingDisposableInkjet-Printed Gold NanoparticleArrays. ChemistryOpen, 2(4), 141-145. Pedroso, M. M., et al. (2012). Jacalininteractionwithhumanimmunoglobulin A1 andbovineimmunoglobulin G1: Affinityconstantdeterminedbypiezoelectricbiosensoring. Glycobiology, 22(3), 326-331. Rusling, J. F., et al. (2013). High-ThroughputMetabolicGenotoxicityScreeningwith a FluidicMicrowell Chip andElectrochemiluminescence. Labon a Chip. Aceito Wasalathanthri, D. P., et al. (2013). Screeningreactivemetabolitesbioactivatedbymultipleenzymepathwaysusing a multiplexedmicrofluidic system. Analyst, 138(1), 171-178. O LABiE possui colaborações com grupos internacionais e nacionais: Prof. Orlando Fatibello-Filho – DQ – UFSCar Prof. Arben Merkoçi – UAB - Espanha Prof. James Rusling – Uconn – USA Prof. Hubert Perrot – França Prof. Flávio Henrique – Departamento de Genética e Evolução – UFSCar Profa. Maria Cristina Roque Barreira – FMRP – USP Prof. Paulo Bueno – Unesp – Araraquara Profa. Dulce Helena de Souza – DQ – UFSCar Profa. Quézia Cass – DQ – UFSCar Dr. Luiz Henrique Mattoso – Embrapa Instrumentação Profa. Maria A. G. Soler – DF – UnB Prof. Auro Tanaka – DQ – UFMA 100μm 100μm