AuNPs estabilizadas em silsesquioxano para a detecção eletroquímica de miRNAs associados à doença de Alzheimer
| dc.contributor.advisor-co1 | Wohnrath, Karen | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4244400828505785 | |
| dc.contributor.advisor1 | Pessôa, Christiana Andrade | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7993522648152946 | |
| dc.contributor.author | Zinser, Amanda Loos Vargas | |
| dc.contributor.referee1 | Madurro, Ana Graci Brito | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7296504571151719 | |
| dc.contributor.referee2 | Galvão, Carolina Weigert | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/9377247028344552 | |
| dc.date.accessioned | 2026-01-24T14:41:02Z | |
| dc.date.accessioned | 2026-06-30T14:16:03Z | |
| dc.date.issued | 0020-10-23 | |
| dc.description.abstract | Alzheimer's Disease (AD) is the leading cause of dementia worldwide and, thus far, has no cure. Thus, early and rapid diagnosis is crucial to minimize both neurological damage and loss of quality of life. However, early diagnosis of AD still faces many challenges, highlighting the potential contributions of fast detection through non-invasive biomarkers. In this context, the objective of this study was to develop an electrochemical biosensor for the detection of miRNAs 29a and 34a, both of which are potential non-invasive biomarkers associated with diseases such as AD. On the surface of a glassy carbon electrode (GCE) a novel nanohybrid AuNPs- Si4DMAP+Cl− was incorporated, which was synthesized using gold nanoparticles (AuNPs) stabilized by the 3-n-propyl(4-dimethylaminopyridinium) silsesquioxane chloride (Si4DMAP+Cl−). The material was characterized using FTIR, UV-Vis, SEM, TEM, and DLS techniques, demonstrating good stability (ζ = +43.0 mV), with an average hydrodynamic radius of 66.4 nm and an average particle size of 6 nm determined by particle counting. The nanohybrid was applied to the surface of two GCEs via drop-coating and electrochemical characterization was carried out in 0.1 mol L−1 PBS buffer containing [Fe(CN)6]3−/4− using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Cyclic Voltammetry (CV) and Square Wave Voltammetry (SWV). Anti-miRNA-29a and anti-miRNA-34a probes were immobilized separately on the modified GCE surfaces, followed by the immobilization of BSA molecules to finalize the biosensor architecture. These were designated as GCE/AuNPs- Si4DMAP+Cl−/probe/BSA (where probe = anti-miRNA-34a or anti-miRNA-29a). The immobilization of the anti-miRNAs was confirmed by a decrease in peak current (ip) values and a significant increase in charge transfer resistance (Rct) values, as observed through EIS and SWV analyses. These changes were attributed to the repulsion of the redox probe [Fe(CN)6]4−/3− in the presence of the immobilized biomolecules. The nanohybrid significantly enhanced the electrochemical response and charge transfer processes, proving to be effective in immobilizing both anti-miRNAs. It also demonstrated suspension stability over a period of 650 days. The developed biosensors were used for the detection of target miRNA-29a and miRNA-34a through hybridization with their complementary anti-miRNA probes, showing limits of detection (LOD) of 1.79 pmol μL-1 for miRNA-29a and 2,21 pmol μL-1 for miRNA-34a. Based on the results obtained, the proposed platform shows strong potential for the electrochemical detection of these and other miRNAs in blood samples for the diagnosis of AD and other neurodegenerative diseases. | |
| dc.description.resumo | A Doença de Alzheimer (DA) é a maior causadora de demência em todo o mundo e até o momento a doença não possui cura, tornando-se crucial o diagnóstico precoce e rápido a fim de minimizar as perdas neurológicas e de qualidade de vida. Contudo, o diagnóstico precoce da DA ainda enfrenta muitos desafios, destacando-se as possíveis contribuições de uma detecção rápida a partir de biomarcadores não-invasivos. Nesse sentido, este trabalho teve como o objetivo o desenvolvimento de um biossensor eletroquímico para a detecção dos miRNAs 29a e 34a, ambos potenciais biomarcadores não-invasivos associados a doenças como a DA. Nan superfície de um eletrodo de carbono vítreo (ECV) incorporou-se o nanohíbrido inédito AuNPs- Si4DMAP+Cl-, obtido a partir da síntese de AuNPs tendo como agente estabilizante o cloreto de 3-n-propil(4-dimetilaminopiridínio) silsesquioxano (Si4DMAP+Cl-). Este foi caracterizado pelas técnicas de FTIR, Uv-Vis, MEV, MET e DLS, o qual demonstrou boa estabilidade (ζ = +43,0) com raio hidrodinâmico médio de 66,4 nm e tamanho médio de 6 nm obtido pela contagem de partículas. O nanohíbrido AuNPs-Si4DMAP+Clfoi incorporado por drop-coating na superfície de dois ECVs e realizou-se a caracterização eletroquímica em tampão PBS 0,1 mol L-1nna presença de [Fe(CN)6]3-/4- por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), Voltametria Cíclica (VC) e Voltametria de Onda Quadrada (VOQ). Sobre as superfícies dos ECVs modificados foram imobilizadas as sondas anti-miRNA-29a e anti-miRNA-34a, separadamente, seguidas da imobilização da molécula de BSA sobre a superfície dos mesmos para obtenção dos biossensores, designados como ECV/AuNPs-Si4DMAP+Cl-/sonda/BSA (onde sonda = anti-miRNA-34a ou anti-miRNA-29a). A imobilização dos anti-miRNAs foi constatada pela diminuição nos valores de ip e pelo aumento significativo nos valores de Rct, obtidos pelas técnicas de EIE e VOQ, ocasionados pela repulsão da sonda redox [Fe(CN)6]4- /3-na presença das biomoléculas. O nanohíbrido contribuiu significativamente para o incremento na resposta eletroquímica e para os processos de transferência de carga, demonstrando ser eficiente na imobilização de ambos os anti-miRNAs, além de demonstrar estabilidade da suspensão pelo período de 650 dias. Os biossensores obtidos foram empregados na detecção dos alvos miRNA-29a e miRNA-34a a partir da hibridização com as respectivas sondas anti- miRNAs, apresentando LOD = 1,79 pmol μL-1 para o miRNA-29a e LOD = 2,21 pmol μL-1 para o miRNA-34a. A partir dos resultados obtidos, considera-se que há potencialidade de aplicação da plataforma para a detecção eletroquímica destes e de outros miRNAs em amostras de sangue para o diagnóstico da DA e de outras doenças neurodegenerativas. | |
| dc.identifier.citation | ZINSER, Amanda Loos Vargas. AuNPs estabilizadas em silsesquioxano para a detecção eletroquímica de miRNAs associados à doença de Alzheimer. 2025. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2025. | |
| dc.identifier.uri | https://ri.uepg.br/handle/123456789/2973 | |
| dc.language.iso | pt | |
| dc.publisher | Universidade Estadual de Ponta Grossa | |
| dc.rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |
| dc.subject | Doença de Alzheimer | |
| dc.subject | Biossensor eletroquímico | |
| dc.subject | miRNA-29a | |
| dc.subject | miRNA-34a | |
| dc.subject | Silsesquioxanos | |
| dc.subject | Nanopartículas de ouro | |
| dc.title | AuNPs estabilizadas em silsesquioxano para a detecção eletroquímica de miRNAs associados à doença de Alzheimer | |
| dc.type | master thesis |
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