Desenvolvimento de filme baseado em enzima β-galactosidase através de imobilização com blenda polimérica para aplicação em biossensor
Data
2023-05-25
Autores
Rita, Samia Giordano Santa 
Orientadores
Philadelphi, Laura Oliveira Péres
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
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Resumo
Biossensores são dispositivos que detectam um analito em uma determinada amostra. Esses materiais vêm sendo muito estudados por serem baratos, de fácil manejo e adaptáveis para diversas aplicações, desde a remoção de contaminantes em efluentes até o monitoramento de doenças. Frequentemente, polímeros são utilizados como matrizes de biossensores, pois possuem propriedades que viabilizam a imobilização de biomoléculas. A β-galactosidase, que é produzida por diversos sistemas biológicos, desde mamíferos até bactérias, é uma enzima que apresenta alta resistência à variação de condições como o pH e a temperatura. Sua importância no processo de hidrólise da Lactose faz dela uma enzima importante tanto biologicamente, como industrialmente. Neste projeto, foi desenvolvido um biossensor baseado na enzima β-galactosidase para detecção de Lactose, através da imobilização da enzima com uma blenda contendo polímero conjugado à base de fluoreno e quitosana. Por técnica de casting, foram formados filmes homogêneos de quitosana com o copolímero em diversas concentrações (entre 1% e 7,5% m/m de copolímero para quitosana), e foi determinado por UV-Vis e fluorescência que a proporção ideal para o objetivo do trabalho é de 5% m/m. A β-galactosidase foi imobilizada no filme de 5% também por técnica de casting, e os filmes contendo enzima foi aplicado em soluções de ONPG. A reação do filme com o substrato gerou um desenvolvimento nas regiões de 285 and 255 nm, porém não houve mudança na região de 420 nm, característica da reação de hidrólise. Dessa forma, não foi possível realizar a determinação da atividade enzimática através do monitoramento óptico da solução, devido a falta da formação da banda característica da reação do substrato com a enzima.
Biosensors are devices that detect an analyte in a given sample and are widely used in various applications, from the removal of contaminants in effluents to disease monitoring. This work describes the development of a biosensor for the detection of lactose, based on the immobilization of the β-galactosidase enzyme in a blend containing a fluorene and thiophene based conjugated polymer along with a natural polymer, chitosan. Homogeneous films of chitosan with the copolymer were formed utilizing casting technique at various concentrations (ranging from 1% to 7,5% w/w of copolymer to chitosan), and it was determined by UV-Vis and fluorescence techniques that the ideal proportion for the work objective is 5% w/w. The β-galactosidase enzyme was immobilized in the 5% film also by casting technique, and the film containing enzyme was applied to ONPG solutions. The reaction between the film and the substrate showed immediate results in the regions of 285 and 255 nm after the addition of the film to the substrate solution, however there was no change observed in the 420 nm region related to the reaction of the substrate with the enzyme, thus it was not possible to determine the enzymatic activity of the film.
Biosensors are devices that detect an analyte in a given sample and are widely used in various applications, from the removal of contaminants in effluents to disease monitoring. This work describes the development of a biosensor for the detection of lactose, based on the immobilization of the β-galactosidase enzyme in a blend containing a fluorene and thiophene based conjugated polymer along with a natural polymer, chitosan. Homogeneous films of chitosan with the copolymer were formed utilizing casting technique at various concentrations (ranging from 1% to 7,5% w/w of copolymer to chitosan), and it was determined by UV-Vis and fluorescence techniques that the ideal proportion for the work objective is 5% w/w. The β-galactosidase enzyme was immobilized in the 5% film also by casting technique, and the film containing enzyme was applied to ONPG solutions. The reaction between the film and the substrate showed immediate results in the regions of 285 and 255 nm after the addition of the film to the substrate solution, however there was no change observed in the 420 nm region related to the reaction of the substrate with the enzyme, thus it was not possible to determine the enzymatic activity of the film.