Biosensores

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Biosensores: Tecnologia e Aplicações
Cleumar S. Moreira1, Antonio M.N. Lima2, H. Neff2,3, Arlindo G. Barreto Neto2,4, Fernanda C. C. L. Loureiro2,
Carlos A. De Souza Filho2,5 e Luis H. C. Lima Junior1,2
1Instituto Federal de Alagoas, Coordenadoria de Eletrônica, Maceió, AL, E-mail: cleumar@gmail.com
2Universidade Federal de Campina Grande,Departamento de Engenharia Elétrica Campina Grande, PB3LINCS / CETENE, Recife, PE
4Instituto Federal da Paraíba, Coordenadoria de Eletrotécnica, Cajazeiras, PB
5Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, PB
Resumo
Biosensores são ferramentas analíticas que utilizam um elemento bioativo e um transdutor para a
detecção/quantificação de substâncias bioquímicas nas mais variadas aplicações. Neste trabalho
são evidenciados as classificações,caracterísiticas básicas e diferenças com métodos analíticos
convencionais. Biosensores baseados no principio de ressonancia de plásmons de superficie (SPR)
serão detalhados em sua operação, funcionamento, componentes e aplicações. Exemplos de
biosensores SPR serão apresentados, assim como perspectivas futuras desses dispositivos.
1. INTRODUÇÃO
Métodos analíticos para identificação edeterminação quantitativa e
qualitativa de compostos bioquímicos são utilizados nas mais variadas aplicações,
tais como no diagnóstico de doenças provocadas por vírus e bactérias, na detecção
de patógenos em bebidas lácteas, na detecção de substâncias químicas para os
sistemas de defesa e segurança e no monitoramento do meio ambiente. Os
métodos analíticos convencionais (gravimetria, titulometria,espectroscopias de
massa e Raman, interferometria, fotometria, refratometria) são bastante precisos e
muito utilizados [1]. Todavia apresentam, normalmente, as seguintes desvantagens
inerentes à análise bioquímica: a realização é feita em laboratório e a análise,
desde a coleta da amostra até a divulgação do resultado, tem a duração de dias; o
processo completo da análise é geralmente muitooneroso, requerendo profissionais
experientes e qualificados para a operação, manutenção e análise dos resultados.
Os métodos baseados nos imunoensaios são métodos normalmente
utilizados para a detecção / quantificação de patógenos em alimentos, doenças
provocadas por vírus e bactérias e poluentes na água destinada ao consumo. O
imunoensaio é um método de diagnóstico que utiliza a capacidade de umanticorpo
ligar-se química e especificamente a uma única molécula ou um grupo muito
limitado de moléculas, que é denominada de antígeno.
Num imunoensaio, a ligação antígeno-anticorpo, altamente específica e
sensível, é utilizada para a detecção de proteínas, vírus, bactérias entre outras
substâncias que estão presentes em uma amostra fluídica, que pode ser sangue,
saliva, solução aquosa,entre outras. Neste sentido, o anticorpo ou antígeno do
vírus, bactéria, etc., é imobilizado e o antígeno ou o anticorpo a ser detectado é
imerso ou entra em contato e uma ligação não-covalente ocorre. Para identificação
e quantificação da substância em análise (analito), normalmente é associado um
marcador fosforescente, luminescente, radioativo, enzimático, molecular e nanoparticular,
que seliga a um substrato e geralmente uma mudança físico-química é
observada, como a alteração da cor. Utilizando esse procedimento, a presença ou
não do analito e a quantidade (massa ou concentração) da mesma pode ser medida
[2,3].
A principal etapa na realização de um imunoensaio corresponde à
funcionalização da superfície, na qual sobre uma superfície plástica ou vítrea, os
anticorpos dedetecção ou captura são imobilizados. Tal imobilização envolve,
normalmente, etapas anteriores de limpeza da superfície, imobilização dos
anticorpos, e retirada de excesso de material de captura. Isso se realiza usando
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processos de lavagem com soluções aquosas adequadas para a determinada
aplicação. Nessa etapa também pode ser realizada a captura do antígeno na
solução analítica.
Vários...
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