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A tecnologia de impressão 3D, ultimamente costuma obter popularidade na indústria e na área acadêmica, principalmente pela possibilidade de fabricação de objetos sob demanda, com formas, tamanhos e composições adequados à aplicação desejada. Um recente destaque desta aplicação se obteve na pandemia, para impressão 3D de máscaras (UFSC face shield), respiradores, válvulas, EPI, e outros equipamentos voltados para paciente e profissionais da área da saúde. Na área de eletroquímica, tem comumente sido implementada na fabricação de células eletroquímicas e espectroeletroquímicas, eletrodos 3D metálicos e plásticos. Devido ao seu baixo custo, os eletrodos 3D plásticos possuem um grande potencial para a produção de sensores eletroquímicos em larga escala.
Assim, para que esses eletrodos possam ser utilizados para a fabricação de sensores eletroquímicos, o grafeno é adicionado ao polímero ácido polilático (PLA) para torná-lo condutor. Na literatura, podem ser encontradas aplicações dos eletrodos impressos em 3D no sensoriamento de diversos analitos como dopamina, cocaína e até mesmo proteínas do SARS-Cov2, o coronavírus relacionado à COVID-19.
O uso desses eletrodos para a fabricação de imunossensores eletroquímicos, conhecidos pela sua alta sensibilidade e especificidade, ainda é pouco explorada no monitoramento ambiental para a detecção de toxinas.
Dentre as toxinas que causam impacto à saúde humana e ao meio ambiente, podemos citar as microcistinas. A microcistinas são cianotoxinas produzidas por algumas espécies de cianobactérias que apresentam hepatotoxicidade, citotoxicidade e atividade promotora de tumor. A contaminação por esta cianotoxina ocorre, principalmente, após a ingestão de água ou alimentos contaminados, mas também pode resultar na inalação ou contato cutâneo durante atividades recreativas ou domésticas. Portanto, monitorar o abastecimento de água e suas fontes é de grande importância. Assim, a organização mundial de saúde estabelece um limite de 1 g mL-1 de microcistina-LR na água potável.
Neste projeto, o objetivo principal foi o desenvolvimento de um imunossensor eletroquímico impresso em 3D de PLA/grafeno para a detecção de microcistina-LR.
O eletrodo 3D foi desenhado na plataforma online Tinkercad e impresso na impressora Sethi3D S3X. Após a impressão, o eletrodo foi ativado eletroquimicamente e imobilizado com o anticorpo anti-microcistina-LR via EDC/NHS e incubado com a microcistina-LR. Para a realização do imunoensaio, a sonda eletroquímica [Fe(CN)6]4- foi utilizada em solução.
As etapas de fabricação do imunossensor foram caracterizadas por espectroscopia de impedância eletroquímica. A ativação eletroquímica promoveu uma grande diminuição na resistência à transferência de carga (Rct), devido a exposição das folhas de grafeno na superfície do eletrodo. A imobilização do anticorpo causa um bloqueio parcial da transferência de elétrons entre o eletrodo e a sonda redox, e um aumento na Rct foi observado. Além disso, a resistência à transferência de carga também aumentou com o aumento da concentração da microcistina.
Com a retomada das atividades presenciais na Universidade Federal de Santa Catarina, a fabricação do imunossensor será otimizada e serão estudados os efeitos dos tempos de imobilização do anticorpo e incubação do antígeno. Além disso, será realizada a construção da curva de calibração por voltametria de onda quadrada. |
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