Imobilização de enzimas em matrizes de sol-gel: novos desenvolvimentos em biossensores de nitrito e glucose

Abstract

Os trabalhos apresentados nesta dissertação têm como ponto comum a imobilização de enzimas numa matriz de sol-gel à base de silicato de sódio. Na primeira parte, foi continuada o desenvolvimento de um biossensor eletroquímico para nitritos baseado na redutase de nitrito multihémica (ccNiR) extraída de Desulfovibrio desulfuricans ATCC27774. Em concreto, foi realizada uma otimização mais fina dos parâmetros analíticos deste biossensor (desenvolvido no nosso grupo de investigação), através da variação da composição do eletrólito suporte e da incubação prévia da ccNiR em compostos anfifílicos (os surfactantes DDM e SDS) ou hidrofílicos (o polímero, PEG 400). Enquanto que com o PEG 400 se obteve um aumento da resposta catalítica (sensibilidade de 0,78 AM-1cm-2 e intervalo de linearidade de 0,5 a 31 μM), os dois detergentes não contribuíram para uma melhoria da resposta analítica. A remoção de O2 dissolvido é um aspeto importante para o funcionamento de biossensores eletroquímicos baseados em redutases (caso da ccNiR), nomeadamente quando se pretende desenvolver testes rápidos para utilização em célula aberta. Neste sentido, procurou imobilizarse o sistema de remoção de O2 composto pelas enzimas glucose-oxidase (GOx) e catalase, usando uma matriz de sol-gel de silicato de sódio. Refira-se que este método é bastante mais rápido que os protocolos convencionais e menos agressivo para as moléculas biológicas. A imobilização das duas enzimas foi efetuada separadamente ou em conjunto, segundo diferentes configurações. O sistema PGE/catalase/sol-gel com GOx e glucose em solução, mostrou ser o mais eficaz para a remoção de O2, tendo sido incorporado à posteriori no biossensor de nitrito. Por fim, as experiências realizadas neste contexto foram aproveitadas para o desenvolvimento de um biossensor de glucose baseado na imobilização da enzima GOx com a mesma matriz de sol-gel. Ao reagir com a glucose, a GOx consome o O2 dissolvido, levando a um decréscimo da corrente de redução de O2 proporcional à sua concentração. A sensibilidade deste biossensor para a glucose varia entre 2,66 – 6,69 mAM-1cm-2 e o intervalo de linearidade entre 1,2 a 8 mM.