Desenvolvimento de Biossensor Eletroquímico Baseado em Nanopartículas de Ouro e Peptídeo CFF para a Detecção Eficiente de Carbamatos em Ambientes Agrícolas
Com o crescente aumento da população mundial, a produção de alimentos tem sido amplamente discutida, especialmente em relação ao uso de medidas que visam aumentar a produtividade agrícola. Os defensivos agrícolas, tanto naturais quanto sintéticos, são empregados no controle de pragas e ervas daninhas que podem comprometer a produção. Os carbamatos, uma classe de defensivos, atuam inibindo a enzima acetilcolinesterase, essencial para a transmissão de impulsos nervosos em animais. A detecção de carbamatos é geralmente realizada por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), que, apesar de sua alta sensibilidade, exige uma preparação demorada e cara, incluindo extração e purificação da amostra.
Para superar essas limitações, o desenvolvimento de sensores e biossensores tem ganhado destaque. Biossensores utilizam biomoléculas como agentes de reconhecimento molecular para detectar compostos químicos de interesse. Neste trabalho, desenvolvemos um biossensor eletroquímico amperométrico baseado na imobilização da enzima acetilcolinesterase em nanopartículas de ouro, sintetizadas utilizando o peptídeo cisteína-difenilalanina (CFF) pelo método hidrotérmico.
O peptídeo CFF é crucial na síntese das nanopartículas de ouro, atuando como agente redutor e estabilizante. Suas propriedades físico-químicas, como a presença de grupos tiol e a capacidade de formar estruturas organizadas, permitem o controle preciso da morfologia e polidispersidade das nanopartículas. Essas propriedades também influenciam a formação de estruturas tipo folha-β e a capacidade do peptídeo em modular a interação com superfícies metálicas, promovendo um comportamento de semicondutor nos materiais peptídicos formados. As nanopartículas foram caracterizadas por diversas técnicas, incluindo espectroscopia UV-Vis, espalhamento de luz dinâmico (DLS), potencial zeta, microscopia eletrônica de transmissão (TEM), microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), voltametria cíclica (CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS).
A detecção de carbamatos foi realizada por voltametria de onda quadrada (SWV), e os resultados demonstraram alta sensibilidade do biossensor. A curva de calibração abrangeu uma faixa de concentração de 10-9 mol L-1, com um coeficiente de determinação (R²) de 0,99. O limite de detecção foi calculado em 0,94 x 10-9 mol L-1. A inclusão do CFF e suas propriedades únicas resultou em um dispositivo altamente eficiente, com potencial para aplicações em monitoramento ambiental e agrícola, proporcionando uma alternativa rápida e econômica aos métodos tradicionais.