Microscopia de varrimento de sonda de DNA e de outras moléculas biológicas absorvidas na superfície de eléctrodos

Abstract

O objectivo deste trabalho foi o estudo dos processos de adsorção da guanina, da desoxiguanosina, de vários tipos de ácidos nucleicos e do fármaco adriamicina, na superfície de eléctrodos de ouro e grafite pirolítica altamente orientada (HOPG) por microscopia de túnel de varrimento (STM) e microscopia de força atómica (AFM) com vista à caracterização morfológica da superfície de eléctrodos modificados com DNA, os biossensores electroquímicos com DNA. A adsorção espontânea na superfície de HOPG, a partir de soluções saturadas de guanina, determinou a formação de múltiplas camadas moleculares estáveis e resistentes e a adsorção com potencial aplicado permitiu a condensação da guanina, conjuntamente com dímeros, trímeros e outros produtos de oxidação da guanina, formando filmes espessos, heterogéneos, menos compactos e resistentes. A desoxiguanosina adsorveu espontaneamente na superfície de ouro, por intermédio de processos de nucleação e crescimento, sendo observados por STM núcleos de desoxiguanosina, alinhados em filas. As características da adsorção da desoxiguanosina foram estudadas em função do potencial aplicado ao eléctrodo de ouro e de HOPG. As imagens de AFM de DNA hélice simples, de DNA hélice dupla, do ácido poliadenílico e de oligonucleotídeos sintéticos, imobilizados na superfície de HOPG, mostraram a tendência das moléculas para uma auto–organização espontânea na superfície. Os ácidos nucleicos condensaram-se em redes bidimensionais densas, extensas e cobrindo uniformemente toda a superfície. A interacção com a superfície hidrofóbica de HOPG induziu sobreposições de moléculas e interacções intramoleculares e intermoleculares. A aplicação dum potencial positivo ao eléctrodo de HOPG durante a adsorção aumentou a robustez e a estabilidade mecânica dos filmes de DNA, devido a múltiplas interacções electrostáticas estabelecidas entre o esqueleto de açúcar–fosfato do DNA carregado negativamente e a superfície carregada positivamente. O controlo do pH da solução de DNA foi determinante para a cobertura da superfície. A adsorção espontânea de moléculas de adriamicina na superfície de HOPG e a formação de monocamadas estáveis para baixas concentrações de adriamicina e tempos curtos de adsorção foi investigada, e é determinante na detecção da interacção DNA-adriamicina utilizando um biossensor electroquímico com DNA.