Nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro : estratégias de síntese e funcionalização para adsorção de proteínas e detecção de anticorpos

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dc.contributor.advisor-co1Oliveira, Jairo Pinto de
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0001-7595-1183
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2228283301316218
dc.contributor.advisor1Guimarães, Marco Cesar Cunegundes
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2146-0180
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0261991057482057
dc.contributor.authorKeijok, Wanderson Juvencio
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-6352-7182
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7880904848142144
dc.contributor.referee1Nogueira, Breno Valentim
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2199-0635
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0011229320439147
dc.contributor.referee2Miguel, Emilio de Castro
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-4130-672X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0690009743607948
dc.contributor.referee3Rossi, André Linhares
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-9920-4411
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0700787558627219
dc.date.accessioned2025-02-27T12:52:55Z
dc.date.available2025-02-27T12:52:55Z
dc.date.issued2025-02-21
dc.description.abstractA detecção rápida e precisa de biomoléculas, como proteínas e anticorpos, é crucial para o avanço da biotecnologia para o diagnóstico de doenças infecciosas. Neste contexto, as nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas (SPIONs) são plataformas promissoras devido às suas propriedades únicas, como alta área de superfície, superparamagnetismo e facilidade de funcionalização. Este trabalho explora o uso de SPIONs em duas aplicações distintas, demonstrando seu potencial em biotecnologia. No primeiro capítulo, desenvolvemos SPIONs estabilizadas com tetraetoxissilano (TEOS) para a adsorção eficiente de albumina de soro bovino (BSA). Utilizando planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta (RSM), foi sintetizada nanopartículas com diâmetro médio de 11,06 ± 0,84 nm e capacidade de adsorção de 87,8 ± 1,79 mg de BSA por grama. As SPIONs demonstraram alta estabilidade coloidal e potencial zeta de -46,24 mV, eficazes em pH de 2 a 10 e concentrações salinas de até 1M, tornando-as ideais para a imobilização de biomoléculas. No segundo estudo, investigamos a funcionalidade das SPIONs com a proteína Spike do SARS-CoV-2 para a detecção de anticorpos IgG no sangue humano. As SPIONs foram sintetizadas por coprecipitação e funcionalizadas com (3-aminopropil) trietoxissilano (APTS), permitindo uma conjugação eficiente da proteína Spike. A caracterização por FTIR, espectroscopia Raman e difração de raios X confirmou a presença de PEG, APTS e integridade cristalina. A capacidade de adsorção máxima da proteína Spike foi de 8 ± 1,14 mg por 20 mg de SPIONs. O sensor demonstrou alta sensibilidade, com limite de detecção de 0,5 ng/mL para IgG, coletado ao ELISA. A validação com amostras de sangue humano mostrou alta sensibilidade e especificidade na detecção precoce de infecção. As SPIONs desenvolvidas demonstraram alta eficiência na adsorção de biomoléculas e sensibilidade na detecção de anticorpos, evidenciando seu potencial para diagnósticos clínicos de alta precisão. Os resultados obtidos reforçam a viabilidade dessas nanopartículas como plataformas promissoras para biossensores e outras aplicações biomédicas, abrindo caminho para avanços na detecção de doenças infecciosas
dc.description.resumoA detecção rápida e precisa de biomoléculas, como proteínas e anticorpos, é crucial para o avanço da biotecnologia para o diagnóstico de doenças infecciosas. Neste contexto, as nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas (SPIONs) são plataformas promissoras devido às suas propriedades únicas, como alta área de superfície, superparamagnetismo e facilidade de funcionalização. Este trabalho explora o uso de SPIONs em duas aplicações distintas, demonstrando seu potencial em biotecnologia. No primeiro capítulo, desenvolvemos SPIONs estabilizadas com tetraetoxissilano (TEOS) para a adsorção eficiente de albumina de soro bovino (BSA). Utilizando planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta (RSM), foi sintetizada nanopartículas com diâmetro médio de 11,06 ± 0,84 nm e capacidade de adsorção de 87,8 ± 1,79 mg de BSA por grama. As SPIONs demonstraram alta estabilidade coloidal e potencial zeta de -46,24 mV, eficazes em pH de 2 a 10 e concentrações salinas de até 1M, tornando-as ideais para a imobilização de biomoléculas. No segundo estudo, investigamos a funcionalidade das SPIONs com a proteína Spike do SARS-CoV-2 para a detecção de anticorpos IgG no sangue humano. As SPIONs foram sintetizadas por coprecipitação e funcionalizadas com (3-aminopropil) trietoxissilano (APTS), permitindo uma conjugação eficiente da proteína Spike. A caracterização por FTIR, espectroscopia Raman e difração de raios X confirmou a presença de PEG, APTS e integridade cristalina. A capacidade de adsorção máxima da proteína Spike foi de 8 ± 1,14 mg por 20 mg de SPIONs. O sensor demonstrou alta sensibilidade, com limite de detecção de 0,5 ng/mL para IgG, coletado ao ELISA. A validação com amostras de sangue humano mostrou alta sensibilidade e especificidade na detecção precoce de infecção. As SPIONs desenvolvidas demonstraram alta eficiência na adsorção de biomoléculas e sensibilidade na detecção de anticorpos, evidenciando seu potencial para diagnósticos clínicos de alta precisão. Os resultados obtidos reforçam a viabilidade dessas nanopartículas como plataformas promissoras para biossensores e outras aplicações biomédicas, abrindo caminho para avanços na detecção de doenças infecciosas
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/18368
dc.languagepor
dc.language.isopt
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Biotecnologia
dc.publisher.departmentCentro de Ciências da Saúde
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biotecnologia Rede Nordeste de Biotecnologia (Renorbio)
dc.rightsopen access
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectSuperparamagnetismo
dc.subjectSPIONs
dc.subjectAdsorção
dc.subjectDetecção
dc.subjectFuncionalização
dc.subjectDiagnóstico
dc.subjectDetection
dc.subjectFunctionalization
dc.subjectDiagnosis
dc.subjectAdsorption
dc.subjectSuperparamagnetism
dc.subjectSuperparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles (SPIONs)
dc.subjectNanopartículas Superparamagnéticas de Óxido de Ferro (SPIONs)
dc.subject.cnpqBiotecnologia
dc.titleNanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro : estratégias de síntese e funcionalização para adsorção de proteínas e detecção de anticorpos
dc.title.alternativeSuperparamagnetic iron oxide nanoparticles : synthesis and functionalization strategies for protein adsorption and antibody detection
dc.typedoctoralThesis
foaf.mboxwanderson.keijok@gmail.com
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