Desenvolvimento de um sensor eletroquímico para detecção de Peróxido de Hidrogênio em cultura de células vivas

Abstract

Atualmente, sabe-se que o Peróxido de Hidrogênio (H2O2) é uma das espécies reativas de oxigênio mais importantes, porque participa de funções biológicas no organismo, tais como sinalização celular e mecanismo de imunidade. Entretanto, também é conhecido que seu acúmulo pode induzir a danos celulares e diversas doenças como câncer, doença cardíaca, diabetes, entre outras. Dessa forma o seu monitoramento em tempo real é de suma importância para melhor entendimento das condições dessa substância liberada pelas células vivas sob estresse, e o seu impacto no corpo humano. Diante disso, foi proposto um sensor eletroquímico com eletrodos de trabalho modificados com nanomateriais de carbono, e AP eletrodepositado na superfície por conversão eletroquímica utilizando δ-FeOOH em meio contendo K3Fe(CN)6. O objetivo geral consistiu no desenvolvimento de um sensor eletroquímico utilizando uma célula de fabricação caseira modificado com Azul da Prússia para detecção de H2O2 em cultura de células vivas. Realizou-se a otimização dos parâmetros para a formação do filme de AP, definindo-se Grafeno (GOR), bem como Nanotubos de Carbono e Grafite (NTC+GR) como nanomateriais para a modificação da superfície sensora, 1,6V vs Ag/AgCl como potencial anódico para conversão eletroquímica do δ-FeOOH em AP, pH 2,0 do eletrólito suporte, e concentração de 0,1mg/mL de δ-FeOOH e K3Fe(CN)6 a 0,4 mol/L em K2SO4 a 0,1 mol/L como eletrólito suporte. A superfície dos eletrodos foi caracterizada por MEV, EDS e DRX, e a caracterização eletroquímica se deu através de voltametrias cíclicas, determinação da área eletroativa e de impedância eletroquímica, evidenciando que a modificação do eletrodo com os materiais propostos obteve sucesso. Um limite de detecção de 0,75 μmol/L e limite de quantificação de 2,5 μmol/L para H2O2 em meio de cultura celular foi obtido com o eletrodo de trabalho modificado com GOR/AP. O eletrodo modificado com NTC+GR/AP, um limite de detecção de 4,5 μmol/L e limite de quantificação de 15,13 μmol/L foram alcançados. Os eletrodos foram ainda submetidos ao teste de repetibilidade, resultando em um desvio padrão relativo de 4,22 % para o sensor modificado com grafeno e 8,59 % para o sensor modificado com nanotubos de carbono e grafite. Por fim, devido ao menor limite de detecção, foi utilizado o eletrodo modificado com GOR e AP para analisar as amostras das células vivas, e obteve-se uma concentração de 2,42 x 10-12 μmol/L de peróxido liberado por célula.