Resumo Executivo: O desenvolvimento de biossensores simples e confiáveis para imobilização de enzimas é essencial e representa uma das áreas emergentes da nanotecnologia.
A deteção de biomoléculas é de enorme interesse nas áreas da saúde, ambiente e alimentação, neste sentido existe um interesse crescente na utilização de nanomateriais para este fim, e especificamente os nanotubos de carbono (NTC) oferecem a possibilidade de desenvolvimento de dispositivos com elevada sensibilidade, seletiva, rápida, confiável e barata, podendo ter alto impacto no país na área biomédica. Assim, os CNTs constituem a nova geração de sistemas biossensores ultrarrápidos e ultrassensíveis [1-3]. Os NTCs são caracterizados por sua alta área superficial, suas excelentes propriedades elétricas, mecânicas e eletroquímicas. Por outro lado, sua capacidade de transferência eletrônica é responsável pelo rápido tempo de resposta, sendo sistemas altamente estáveis.
A modificação das paredes do CNT com diferentes nanopartículas, pode melhorar fortemente o comportamento destes para imobilizar enzimas. Vários materiais têm sido utilizados para esta modificação, entre eles as nanopartículas de dióxido de titânio, devido ao seu forte potencial foto-oxidante, alta estabilidade química e amplo band-gap, o que lhe confere uma gama muito ampla de aplicações, que incluem biossensores e células solares. e fotocatálise. Por outro lado, a zircônia nanoestruturada tem sido proposta como biomarcador na detecção de câncer bucal [4-7] e também para imobilização de enzimas em condições brandas [8]. A hidroxiapatita possui alta capacidade de adsorção de biomoléculas, além de excelente biocompatibilidade.
Portanto, a combinação de NTCs revestidos com nanopartículas de dióxido de titânio, dióxido de zircônio ou hidroxiapatita tem a vantagem, além de melhorar a biocompatibilidade, de aproveitar as propriedades dessas nanopartículas que, combinadas com NTCs, podem oferecer um efeito sinérgico como biossensores.
Diante do exposto, o objetivo do seguinte trabalho é obter e caracterizar sistemas nanoestruturados baseados no revestimento de CNT com diferentes materiais, como TiO2, ZrO2, HAp e suas combinações; além de adicionar nanopartículas de Prata (Ag) a algumas nanoestruturas e utilizá-las como biossensores para imobilização de diferentes enzimas, são dispositivos externos, com os quais será medida uma resposta eletroquímica quando uma determinada enzima é adsorvida diretamente na superfície do eletrodo formado por um suporte sobre o qual são colocados os nanotubos de carbono modificados, com uma melhora na transferência direta de elétrons. A glicose oxidase será utilizada como enzima padrão, que é uma oxidorredutase que catalisa a oxidação da glicose.
Objetivos Geral: Obter e caracterizar sistemas nanoestruturados baseados em nanotubos de carbono revestidos com titânia, zircônia e hidroxiapatita, com e sem inclusão de partículas de prata, para diversas aplicações como biossensores para imobilização de enzimas.
Objetivos específicos:
- Purificar e Funcionalizar nanotubos de carbono usando um método oxidativo.
- Obtenha materiais compósitos nanoestruturados revestindo nanotubos de carbono com titânia e zircônia, em duas concentrações de massa do nanotubo de carbono, dois tempos de envelhecimento em gel, com e sem tratamento térmico.
- Revestir os materiais nanoestruturados compostos por nanotubos de carbono revestidos com titânia e zircônia com hidroxiapatita, utilizando o método de precipitação química e por imersão em solução de SBF.
- Inserir partículas de prata em materiais nanoestruturados à base de nanotubos de carbono revestidos com titânia e zircônia, usando o método de impregnação úmida e o método de poliol.
- Caracterizar termicamente, morfologicamente e estruturalmente os sistemas nanoestruturados obtidos.
- Determinar o efeito da concentração do nanotubo de carbono, do tempo de envelhecimento do gel e do tratamento térmico nas propriedades térmicas, morfológicas e estruturais dos diferentes compostos obtidos.
- Projetar biossensores enzimáticos e realizar testes de atividade enzimática com glicose oxidase como padrão.
Instituições participantes:
PUCE, YACHAY TECH, EPN, ESPOL.
Participantes:
Diretor do Projeto Dr. Patricio Espinoza.
Co-diretor Gema González.
- Patricio J. Espinoza Montero
- Lenys Fernandez
- gem gonzalez
- Anthony Diaz
- André Geottffrey
- Mayra Mora
- rafael uribe
- Luis Lascano
- Ana Rivas
Orçamento premiado: $69652
Situação do projeto: Assinatura de convênios.
