Desenvolvimento de um sensor eletroquímico seletivo para a deteção de Alfa-Fetoproteína

A Alfa-fetoproteína (AFP), um dos primeiros biomarcadores tumorais de proteínas descobertos, é hoje amplamente utilizada na prática clínica. A sua aplicação para o diagnóstico do carcinoma hepatocelular (CHC), a forma mais frequente de tumor primário no fígado, é motivo de inúmeros debates. Para além dos estudos focados no papel da AFP no diagnóstico do CHC, esta proteína tem vindo a ser usada, nos últimos anos, para orientar a escolha terapêutica do CHC e monitorizar o seu tratamento. A deteção precoce desta doença oncológica é uma das questões mais importantes para aumentar a taxa de sobrevivência dos pacientes. A deteção de biomarcadores de cancro ajuda a fornecer um diagnóstico antes que a doença se torne incurável em estágios posteriores. Os biomarcadores também podem ser usados para avaliar a progressão de terapias e tratamentos cirúrgicos. Nos últimos anos, sensores baseados em Polímeros Molecularmente Impressos (MIP) têm sido intensamente investigados como dispositivos analíticos promissores neste campo, oferecendo portabilidade, resposta rápida e especificidade a um baixo custo. Assim, neste trabalho foi desenvolvido um sensor eletroquímico (voltamétrico) específico para a deteção do biomarcador AFP. Inicialmente foram realizados estudos do comportamento eletroquímico desta proteína, tendose verificado que apresenta um pico de oxidação aos +0.8 V, apresentando um mecanismo típico de difusão em elétrodos de carbono. Contudo, a sensibilidade da deteção direta não foi suficiente para a deteção de AFP nos níveis de deteção pretendidos, além da pouca especificidade da resposta. De seguida, foi desenvolvido um sensor molecularmente impresso por eletropolimerização de uma solução contendo pirrol (monómero funcional) e AFP (template), por voltametria cíclica. Foram otimizadas as condições de polimerização e realizou-se uma caracterização do sensor obtido por voltametria cíclica e por espetroscopia de impedância eletroquímica. O sensor mostrou uma resposta linear numa gama de concentrações de 5 a 50 ng/mL com um limite de deteção (LOD) de 2.4 ng/mL e um limite de quantificação (LOQ) de 7.9 ng/mL.Alpha-fetoprotein (AFP), one of the first protein tumor markers discovered, is widely used in clinical practice nowadays. Its application for the screening and diagnosis of hepatocellular carcinoma (HCC), the most frequent form of primary liver tumor, is a matter of countless debates. In addition to the studies focused on the role of the AFP in the diagnosis of HCC, in recent years this protein has been used to guide the therapeutic choice in HCC and monitor its treatment. Detecting cancer disease at an early stage is one of the most important issues for increasing the survival rate of patients. Cancer biomarker detection helps to provide a diagnosis before the disease becomes incurable in later stages. Biomarkers can also be used to evaluate the progression of therapies and surgery treatments. In recent years, molecularly imprinted polymer (MIP) based sensors have been intensely investigated as promising analytical devices in this field, offering portability, fast response and specificity at a low cost. Thus, in this work, a specific electrochemical (voltammetric) sensor was developed for the detection of the AFP biomarker. Initially, studies on the electrochemical behavior of this protein were performed and it was found that it has an oxidation peak at +0.8V presenting a typical mechanism of diffusion in carbon electrodes. However, the sensitivity of direct detection was not enough for AFP detection at the desired levels, besides poor response specificity. Then, a molecularly imprinted sensor was developed by electropolymerization of a solution containing pyrrol (functional monomer) and AFP (template) by cyclic voltammetry. The polymerization conditions were optimized and it was performed a characterization of the sensor obtained by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The sensor showed a linear response over a concentration range of 5 to 50 ng/mL with a detection limit (LOD) of 2.4 ng/mL, and a quantitation limit (LOQ) of 7.9 ng/mL