DISSERTAÇÃO DE MESTRADO #777 – MONIQUE HILDA COSTA – 22/08/2025

Interações inespecíficas representam um dos principais desafios para a aplicação de biossensores label-free: dispositivos capazes de detectar interações biomoleculares sem o uso de marcadores secundários. Em amostras biológicas complexas, como o soro humano, essas interações, causadas por ligações não seletivas de biomoléculas (interferentes) à superfície sensora, comprometem a seletividade, aumentam o ruído de fundo e dificultam a interpretação dos sinais. Neste trabalho, é apresentada uma nova abordagem para mitigação dessas interações, utilizando partículas denominadas Nanocleansers, que são nanobastões de ouro com morfologia alongada e ressonância plasmônica de superfície localizada (LSPR) acima de 800 nm, fora da faixa de detecção do sistema analítico.

A metodologia foi implementada na plataforma óptica BioSearch e validada com biossensores funcionalizados com a proteína N do SARS-CoV-2. O mecanismo de detecção da plataforma é baseado em alterações no espalhamento dinâmico de luz despolarizada (DDLS) dos biossensores em solução, ocasionadas pela ligação de biomoléculas aos mesmos. Para quantificar tais alterações, mapeia-se o movimento browniano dos biossensores através de flutuações da intensidade da luz espalhada — intensificada pelo fenômeno óptico de LSPR dos nanobastões de ouro (AuNbs).

No sistema proposto, a variação da intensidade de luz espalhada despolarizada é, majoritariamente, consequência das mudanças na difusividade rotacional das partículas desencadeadas por ligações no biossensor. Essas ligações podem ocorrer de forma inespecífica com interferentes presentes em amostras reais, comprometendo diretamente a acurácia e a sensibilidade do método analítico.

Diante desse desafio, propõe-se um protocolo de mitigação das interações inespecíficas que consiste na adição prévia dos Nanocleansers à amostra, permitindo o sequestro de interferentes antes da interação com os biossensores, ou seja, limpando a amostra. Foram realizados experimentos com soros negativos e positivos, avaliando a eficácia dos Nanocleansers em diferentes concentrações e condições físico-químicas. Os resultados experimentais demonstraram que essa estratégia reduz significativamente a ocorrência de interações inespecíficas, sem prejudicar a detecção específica do analito-alvo. A proposta mostra-se eficaz, simples e compatível com aplicações em matrizes reais, representando um avanço na sensibilidade e acurácia da plataforma óptica label-free: a BioSearch.