Microscopia de força atômica aplicada em imunoensaios

Abstract

Recebido em 4/1/05; aceito em 3/5/05; publicado na web em 24/8/05 ATOMIC FORCE MICROSCOPY APPLIED TO IMMUNOASSAYS. Affinity reactions have been used for specific detection of their complementary partners and an enormous variety of enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) formats are used in research and in routine serological tests. With the advent of the atomic force microscopy (AFM) technique, the immune reactions have been monitored by these devices. In the present article we focus on applications of AFM to immunoassays. After introducing the basic concepts of AFM, a brief discussion on the monitoring of the interactions between antigens and antibodies through both topographic image and biosensor systems is presented.Keywords: atomic force microscopy; antigen-antibody; immunoassay. INTRODUÇÃONos últimos anos a construção de biossensores 1,2 tem despertado considerável interesse no monitoramento de analitos nas áreas biológica, clínica 3,4 e industrial 5 , como também no monitoramento e controle de alguns poluentes ambientais 6 . O crescente emprego de biossensores deve-se à possibilidade destes atenderem algumas exigências que os métodos clássicos de análises não conseguem, sendo as características mais relevantes: simplicidade de construção, resposta rápida, redução de custo, seletividade, sensibilidade, miniaturização, precisão, facilidade de uso e pequeno volume de amostra.Um biossensor pode ser definido como um dispositivo de detecção, contendo um componente biológico ativo (enzimas, anticorpos, antígenos, células, etc.) diretamente acoplado à superfície de um transdutor, o qual converte um sinal biológico em sinal elétrico.Com base no reconhecimento do sinal de interesse pelo detector encontram-se, por ex., os imunossensores e sensores enzimáticos. Enquanto nos biossensores com enzima são monitoradas as concentrações de substratos, produtos ou mediadores, nos imunossensores 7-9 , que são dispositivos analíticos, baseados nos princípios de imunoensaios heterogêneos e nos eventos físico-químicos, são resultantes da reação de afinidade antígeno-anticorpo (Ag-Ac).No imunoensaio, o sítio combinatório do anticorpo (Ac) ou paratopo interage especificamente com porções mais superficiais (determinantes antigênicos ou epitopos) do antígeno (Ag) ou hapteno (substância não protéica de baixo peso molecular que pode se ligar a sítios específicos de combinação de anticorpos, mas não pode, por si só, iniciar uma resposta imune), formando um complexo Ag-Ac, conforme a Equação 1. Esta interação é caracterizada por uma constante de afinidade que é função das concentrações do complexo formado, do antígeno e do anticorpo livres no meio de reação. Essa interação é mantida por forças fracas, como forças iônicas, ligações de hidrogênio, forças eletrodinâmicas (van der Waals) e hidrofóbicas, garantindo o fenômeno da especificidade antígeno-anticorpo. Também podem ocorrer reações não-específicas (reações cruzadas) de outros anticorpos que competem pela ligação com o antígeno 8,10 , como, por ex., ligação com o antígeno 8,10 .Ac ...

Reconstituição da Anexina V em sistemas de lipossomos: associação com a fosfatase alcalina e correlação com estudos de biomineralização

“…Microscopy -STM") por Binnig e Rohrer, em 1981, surgiram as técnicas nanométricas (Baró et al, 1985;Binnig et al, 1985;Ferreira, 2006;Goksu et al, 2009). …”

“…Com base nesta ideia, Binnig, Quate e Gerber inventaram, em 1986, o microscópio de força atômica ("Atomic Force Microscopy" -AFM), também conhecido como SFM ("Scanning Force Microscopy"), que pode produzir imagens de superfícies não condutoras e condutoras (Chichester, 1998;Ferreira, 2006).…”

“…A técnica de AFM pode ser operada em três modos diferentes: contato, não-contato e contato intermitente ("tapping") (Chichester, 1998;Ferreira, 2006;Kirat et al, 2010;Morandat et al, 2013).…”

“…Neste modo de operação, a ponta faz um leve "contato físico" com a amostra produzindo imagens com alta resolução, mas a compressão e as forças geradas, entre a ponteira e a superfície, podem causar danos à amostra, o que é especialmente prejudicial às amostras biológicas que são sensíveis e nem sempre fortemente aderidas ao substrato (Ferreira, 2006;Kirat et al, 2010;Morandat et al, 2013).…”

“…Por outro lado, este modo não tem encontrado aplicabilidade geral, devido à instabilidade entre a ponta e as forças adesivas da superfície e à resolução reduzida pela distância ponta-amostra que é relativamente grande. Esta limitação tem sido contornada com a utilização do modo intermitente (Ferreira, 2006;Kirat et al, 2010;Morandat et al, 2013).…”