Construção de um imunossensor eletroquímico à base de nanopartículas de magnetita para detecção de microcistina-LR

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um novo imunossensor eletroquímico label-free para a detecção de microcistina-LR (MC-LR) na água da Lagoa do Peri (Florianópolis ? SC). O imunossensor foi construído a partir da modificação da superfície de um eletrodo de carbono vítreo (GCE) utilizando, para isso, nanopartículas de magnetita (MGNnP) estabilizadas em polietilenoimina (PEI). Esta plataforma polimérica (MGNnP-PEI) foi empregada na imobilização de anticorpos ab-MC-LR. A voltametria de onda quadrada (SWV) foi a técnica escolhida para realizar as medidas eletroquímicas, a qual utilizou-se hidroquinona como sonda redox. Para um melhor desempenho analítico do método proposto, foram otimizados tanto os parâmetros voltamétricos da técnica (frequência, incremento e amplitude), como também os parâmetros de construção do imunossensor, tais como: proporção nanopartícula/água; proporção nanopartícula/anticorpo e pH do eletrólito suporte. Sob condições otimizadas, foi construída uma curva de calibração para a MC-LR, a qual obteve-se uma faixa de trabalho de 0,1 a 500 ng mL-1. A exatidão do método foi avaliada a partir de um ensaio de recuperação, o qual também foi utilizado para a posterior determinação de MC-LR na amostra. A partir dos dados experimentais obtidos, foi possível concluir que o recobrimento da superfície de GCE com o filme MGNnP-PEI, aumentou consideravelmente a resposta do imunossensor. O dispositivo desenvolvido também apresentou: simplicidade de construção; linearidade na faixa de trabalho empregada; alta sensibilidade; seletividade razoável e baixo limite de detecção (0,053 ng mL-1). Além disso, o método proposto obteve boa repetibilidade intra-day (RSD% = 1,09%) e inter-day (RSD% = 2,44%), assim como, boa porcentagem de recuperação (98,3 a 101,8%), apresentando valores de RSD% entre 0,57 e 13,6% sendo, portanto, o método considerado exato e preciso.<br>

Abstract : This work presents the development of a new electrochemical label-free immunosensor for the detection of microcystin-LR (MC-LR) in Peri Lagoon water (Florianópolis - SC). The immunosensor was constructed by modifying the surface of a glassy carbon electrode (GCE) using, for this purpose, magnetite nanoparticles (MGNnP) stabilized in polyethyleneimine (PEI). This polymeric platform (MGNnP-PEI) was employed in the immobilization of ab-MC-LR antibodies. Square wave voltammetry (SWV) was the technique chosen to perform the electrochemical measurements, which used hydroquinone as redox probe. For better analytical performance of the proposed method, both the voltammetric parameters of the technique (frequency, increment and amplitude), as well as the immunosensor construction parameters were optimized, such as: nanoparticle/water ratio; nanoparticle/antibody ratio and pH of the supporting electrolyte. Under optimized conditions, a calibration curve for MC-LR was constructed, which obtained a working range of 0.1 to 500 ng mL-1. The accuracy of the method was evaluated with a recovery assay, which was also used for the subsequent determination of MC-LR in the sample. From the experimental data obtained, it was possible to conclude that the coating of the GCE surface with the MGNnP-PEI film increased the immunosensor response considerably. The developed device also presented: simplicity of construction; linearity in the range of work employed; high sensitivity; moderate selectivity and low detection limit (0.053 ng mL-1). In addition, the proposed method obtained good intra-day (RSD% = 1.09%) and inter-day (RSD% = 2.44%) repeatability, as well as a good recovery percentage (98.3 to 101.8 %), presenting values of RSD% between 0.57 and 13.6%, being, therefore, the method considered accurate and precise.