Síntese de solução coloidal de nanopartículas de ouro para aplicação em dispositivos de detecção de biomarcadores

As nanopartículas de ouro (AuNPs) se tornaram fortes candidatas para aplicações em biossensores, uma vez que apresentam elevada condutividade elétrica e atividade catalítica, resistência à corrosão, biocompatibilidade, baixa citotoxicidade, alta estabilidade em fluidos biológicos e fácil funcionalização. Uma das metodologias mais consolidadas na literatura para a síntese de AuNPs consiste na redução química de íons Au3+ em ouro metálico através de agentes redutores químicos, sendo que qualquer alteração nos parâmetros da síntese, bem como a inserção de reagentes estabilizantes influencia no formato e tamanho das nanopartículas produzidas. Diante do exposto, esse trabalho tem como objetivo estudar a síntese de nanopartículas de ouro, visando a sua aplicação em biossensores. O processo metodológico foi dividido em três etapas: a primeira etapa consistiu no estudo do agente redutor mais adequado para a síntese de AuNPs, no qual avaliou-se os agentes Citrato de Sódio e Borohidreto de Sódio; na segunda etapa, avaliaram-se outros parâmetros da síntese, como velocidade de agitação, velocidade de adição do agente redutor e relação molar entre os agentes redutor e precursor; na terceira etapa, a solução de AuNPs escolhida como a síntese promissora foi funcionalizada com Polietilenoimina para ativação da sua superfície e possibilitar o acoplamento do bioreceptor. Todas as sínteses realizadas apresentaram a banda característica do ouro metálico entre 500 e 550 nm na análise de UV-visível, confirmando a formação das nanopartículas de ouro. As soluções coloidais sintetizadas com Citrato de Sódio apresentaram coloração mais intensa, além do método experimental ser mais simples e demandar menos tempo de reação, em comparação às AuNPs produzidas com Borohidreto de Sódio. As análises de caracterização das amostras da segunda etapa revelaram que quanto maior a velocidade de agitação do sistema, maior será a velocidade de difusão das espécies químicas em solução e menor será o tamanho das nanopartículas de ouro. Em relação à razão molar entre os reagentes precursor e redutor adicionados à síntese, pode-se concluir que existe uma relação molar ideal e que maiores ou menores concentrações do agente redutor na solução contribui para um aumento no tamanho das AuNPs. Por fim, quanto à velocidade de adição do agente redutor no meio reacional, pode-se inferir que uma adição mais lenta ocasiona a produção de nanopartículas maiores, com variabilidade de tamanhos e aglomerados. Os resultados da terceira etapa do trabalho apresentaram a possibilidade de funcionalizar as nanopartículas de ouro com Polietilenoimina, que interage com as AuNPs por forças de Van der Waals. A caracterização eletroquímica de eletrodos comerciais modificados com as nanopartículas de ouro funcionalizadas revelou uma redução significativa na resistência à transferência de cargas quando comparado com o dispositivo não modificado, devido à capacidade condutiva das AuNPs, contribuindo para o aumento na sensibilidade dos eletrodos em detectar reações químicas/biológicas. Assim, conclui-se que é possível aplicar a solução de nanopartículas de ouro funcionalizadas produzidas neste trabalho na construção de biossensores e que o próximo passo do estudo deve focar no acoplamento do bioreceptor que dependerá, por sua vez, do biomarcador alvo do diagnóstico.