Aplicações de QCM, EIS e SPR na investigação de superfícies e interfaces para o desenvolvimento de (bio)sensores

Abstract

Recebido em 1/9/03; aceito em 13/4/04; publicado na web em 27/07/04 APPLICATIONS OF QCM, EIS AND SPR IN THE INVESTIGATION OF SURFACES AND INTERFACES FOR THE DEVELOPMENT OF (BIO)SENSORS.The use of the quartz crystal microbalance process, electrochemical impedance spectroscopy and surface plasmon resonance for characterizing thin films and monitoring interfaces is presented. The theorical aspects of QCM, EIS and SPR are introduced and the main application areas are outlined. Future prospects of the combined applications of QCM, EIS and SPR methods in the studies of interfacial processes at surfaces are also discussed.Keywords: QCM; EIS; SPR. INTRODUÇÃONas últimas décadas, as ciências analíticas têm experimentado um grande avanço relacionado com a capacidade de obtenção de informações químicas de objetos e sistemas. Como resultado, essas informações têm proporcionado um desenvolvimento analítico bem como sua incorporação a outras áreas científicas e técnicas, de forma a resultar na automação, miniaturização e simplificação dos sistemas 1 . Assim sendo, verifica-se o desenvolvimento e o uso apropriado de sistemas de referência, revitalização da análise qualitativa, expansão das fronteiras analíticas clássicas (amostragem, estudos in situ, interdisciplinaridade) e o desenvolvimento de sistemas analíti-cos como sensores químicos, biossensores, dispositivos bioanalíticos e eletrodos quimicamente modificados. Neste contexto, os sensores químicos e biossensores têm adquirido grande importância devido à possibilidade de aplicação destes sistemas para avaliação de processos sintéticos ou biológicos, bem como o entendimento destes processos 2 . Sensores químicos são dispositivos que transformam uma informação química, como a variação da concentração de um componente específico de uma amostra em relação à composição total, em um sinal analítico útil. Estes sistemas contêm duas unidades funcionais básicas: um receptor e um transdutor 3 . As aplicações destes no monitoramento e controle ambiental, em agricultura, indústria de alimentos, farmacêutica e clínica têm possibilitado análises com monitoramento contínuo e in vivo em tempo real 4 . O desenvolvimento de dispositivos sensores tem como premissa básica a avaliação de processos interfaciais e superficiais, uma vez que estes processos são de fundamental importância no entendimento dos mecanismos de interação entre o sistema de reconhecimento e o analito 5,6 . Além disso, o estudo de processos interfaciais e superficiais é de grande relevância para a escolha do método de imobilização de espécies sobre a superfície de eletrodos e a avaliação de problemas associados aos métodos de imobilização. Assim, o estudo destes processos pode auxiliar na escolha do melhor meio de imobilização a ser usado e indicar as principais características (vantagens e desvantagens) associadas a cada método de imobilização [7][8][9][10][11][12] . Desta forma, há de se ressaltar a relevante importância que tem adquirido as técnicas capazes de avaliar fenômenos em superfícies e interfaces, incluindo mét...

Biosensors for detection of Low-Density Lipoprotein and its modified forms

“…When the parallel component of the incident light is equivalent to the SP propagation constant, i.e., k SP = k ATR (Eq. 4 and 5) a drop in reflectance will be found, due to the formation of an evanescent wave, that propagates through the metallic surface and interacts with the external medium (Damos et al, 2004), as follow: …”

Determinação dos parâmetros cinéticos e termodinâmicos da adsorção de L-cisteína em ouro por meio da técnica de microbalança a cristal de quartzo

“…[22][23][24] Esse material pode ser posto a oscilar através da aplicação de uma diferença de potencial alternada, sendo que sua frequência de oscilação é monitorada em função do tempo. Por meio da relação de Sauerbrey 24,25 (Equação 1) é possível relacionar a variação de frequência de oscilação do cristal com a massa aderida em sua superfície.…”

Estudo da equivalência entre a lectina artin M obtida a partir da semente da jaca e a sua forma recombinante na afinidade por glicanas

“…Essas técnicas permitem a detecção direta e em tempo real de uma interação, não necessitando, desta forma, da adição de moléculas marcadoras (KOSSLINGER, 1995;DAMOS, 2004;LAZCKA, 2007;BOUNJDAY, 2009). …”

“…Esta técnica possui como princípio o monitoramento as variações no índice de refração devidas às interações, ligações e dissociações, entre moléculas, próximas à superfície do sensor (DAMOS, 2004;LARICCHIA-ROBBIO, 2004;LAZCKA, 2007;RICCI, 2007). Apesar de ser uma técnica poderosa no estudo dos mecanismos das interações biológicas, a técnica de SPR requer equipamentos complexos e extremamente caros, o que limita a sua utilização a laboratórios de pesquisa com fortes investimentos de companhias privadas (LAZCKA, 2007;RICCI, 2007).…”