Aumento De Sensibilidade De Sensor De Ressonância Plasmônica De Superfície Para Detecção De Proteínas

Abstract

This study describes the development of a method to increase the sensitivity of a Surface Plasmon Resonance Biosensor (SPR) to detect proteins at low concentrations. The method used gold nanoparticles (AuNPs) in two different approaches. In the first one, the protein to be detected was covalently linked to the AuNPs and then analyzed on the SPR sensor. In the second approach AuNPs were functionalized with specific antibody to capture protein of interest free in solution. The chosen proteins were lectins Arachis hypogaea (PNA) and Canavalia ensiformis (conA), and the biomarker of ovarian cancer, mesothelin. The second approach was more efficient in amplifying the signal, providing a better resolution response and reduced detection limit. The sensor response was compared to the detection of free protein in solution and the detection of protein covalently linked to AuNPs. In this order, the limit of detection for the approach of using the AuNPs to capture proteins was 98% and 89% lower in PNA detection and 79% and 77% lower in conA detection. It is possible that the higher efficiency was due to the role of AuNPs in enhancing the concentration of protein at NPs surface, as well as in providing the plasmonic coupling between the AuNPs and the gold surface of the SPR sensor. This result motivated the use of capture AuNPs in the detection of the protein mesothelin, an important biomarker used in the diagnosis of ovarian cancer and mesothelioma. The test was performed based on the cutoff point used to diagnose ovarian cancer (415pM). The result showed a detection limit of 35pM, which was of great relevance, demonstrating the efficiency of detection of mesothelin at low concentrations, demonstrating the potential use of this method for future studies in the area of cancer diagnosis.Este estudo descreve o desenvolvimento de um método para aumentar a sensibilidade de um biossensor de Ressonância Plasmônica de Superfície (SPR) para detecção de proteínas em baixas concentrações. O método utilizou nanopartículas de ouro (AuNPs) em duas metodologias. Em um primeiro método, a proteína a ser detectada foi ligada covalentemente às AuNPs e em seguida as NPs funcionalizadas foram analisadas no sensor de SPR. O Segundo método utilizou as AuNPs funcionalizadas com anticorpo específico para captura de proteína de interesse livre em solução. As proteínas utilizadas foram lectinas Arachis hypogaea (PNA) e Canavalia ensiformis (conA), e biomarcador de câncer de ovário, a mesotelina. O segundo método foi mais eficiente na amplificação do sinal resultando em uma resposta com melhor resolução e redução do limite de detecção. A resposta do sensor foi comparada com a detecção de proteína livre em solução e com a detecção de proteína ligada covalentemente às AuNPs. Nesta ordem, o limite de detecção foi 98% e 89% menor na detecção de PNA e 79% e 77% menor na detecção de conA. É possível que o segundo método tenha sido mais eficiente devido ao uso AuNPs como elemento de amplificação e capturador de proteína livre em solução, bem como por levar ao acomplamento plasmônico entre as AuNPs e a superfície de ouro do sensor SPR. O resultado verificado motivou o uso de AuNPs capturadoras na detecção da proteína mesotelina, um importante biomarcador utilizado no diagnóstico de câncer de ovário e mesotelioma. O teste foi realizado com base no ponto de corte utilizado para diagnosticar câncer de ovário (415pM). O resultado apresentou um limite de detecção de 35pM, esse valor foi de grande relevância demonstrando a eficiência na detecção de proteína mesotelina em baixas concentrações demonstrando o potencial uso desse método para futuros estudos na área de diagnóstico de câncer.Dados abertos - Sucupira - Teses e dissertações (2017