BIOSSENSOR DE SPR

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BIOSSENSOR DE SURFACE PLASMON RESONANCE (SPR)
Letícia André Rodrigues
Rodolfo Henrique Pereira Sellani
Um biosensor é uma ferramenta composta por um elemento biológico sensível, um transdutor e processadores de sinais para detecção ou quantificação de determina substância. O objetivo de um biossensor é produzir um sinal elétrico que é proporcional em magnitude ou frequência à concentração do analito.
Figura 1: Modelo simples de biossensor.
Entre os biossensores existentes, há os biosensores ópticos baseados no princípio de ressonância de plasma de superfície ou, simplesmente, SPR (Surface Plasmon Resonance). São mais usados em sistemas de detecção imediata, baseados na medição da luz observada ou emitida como um resultado de uma reação química ou biológica.
A estrutura de SPR mais utilizada atualmente é a de Kretschmann e Raether, ilustrado na Figura 2: 
Figura 2: Estrutura multicamadas para biosensor SPR. O analito entra através de uma célula de fluxo no qual o ponto sensível atingido pela luz p-polarizada absorve parte da energia transportada pelos fotos causando uma linha escura na luz refletida.
Os biossensores de SPR monitoram a massa ou a concentração da substância de interesse (analito), através da mediação do índice de refração da camada em contato com a superfície de reconhecimento. Pode ser operado com fontes de luz monocromática ou policromática. 
Modo de interrogação espectral (WIM): o ângulo de incidência do feixe de luz que atinge o arranjo multicamada é mantido constante. As condições de acoplamento dependem do comprimento de onda e um espectrofotômetro é utilizado para medir refletividade em função do comprimento de onda. Emprega-se fonte de luz branca e um espectrômetro para monitorar a amostra em contato com a superfície sensível.
Modo interrogação angular (AIM): o comprimento de onda dos feixes de luz que atinge o arranjo multicamada é fixo. As condições de acoplamento, neste caso, depende dos ângulos dos feixes de luz e um detector óptico é utilizado para determinar a refletividade em função do ângulo de incidência. São empregado uma luz monocromática e um array de fotodiodos usados como fonte de luz e transdutor para medição da luz refletida.
O biochip pode ser utilizado para ambos os métodos citados acima, ele possui uma camada de ouro na base superior, bases especulares para que a luz incida no centro da superfície superior.
Exemplificando para lipídios
Estudos realizados com SPR e biossensores de membranas: Funcionalização de superfície de ouro com anticorpos ou antígenos que confiram especificidade a ligação de um determinado analito. A partir da variação do ângulo de SPR pode-se medir com alta sensibilidade a ligação destes analitos, levando a resultados de grande relevância biologia e clínica, respectivamente: no caso do citocromo c, pretende-se mensurar a resposta apoptótica de células, enquanto nos estudos com anticorpos anticardiolipina, a detecção inicial de doenças autoimunes.
Figura 3: Moléculas de citocromo-c ligadas a superfície atraem lipídios negativamente carregados, aumentando a afinidade de citocromo-c pela membrana (cooperative binding).
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
SAIBA O QUE SÃO BIOSSENSORES. Disponível em: <http://redeglobo.globo.com/globouniversidade/noticia/2011/12/saiba-o-que-sao-os-biossensores.html> Acesso em: 30 jan. 2014
LEIVA, C. Oliveira et al. Biossensor spr, com substrato polimérico, usando fontes monocromáticas e policromáticas para aplicações biológicas. In: Anais do XIX Congresso Brasileiro de Automática, 2012, Campina Grande:
SAAD, C. Simone; SILVA, Paulo R. Q. Biossensores: estrutura, funcionamento e aplicabilidade. Disponível em: <http://www.cpgls.ucg.br/6mostra/artigos/SAUDE/SIMONE%20SAAD%20CALIL%20PAULO%20ROBERTO%20QUEIROZ.pdf>. Acesso em: 03 fev. 2014