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Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.76.2019.tde-27052020-111132
Documento
Autor
Nombre completo
Isabella Sampaio do Nascimento
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2019
Director
Tribunal
Zucolotto, Valtencir (Presidente)
Crespilho, Frank Nelson
Figueiredo, Adriana
Kurachi, Cristina
Vieira, Nirton Cristi Silva
Título en portugués
Desenvolvimento de biossensor para detecção de nematoides parasitas de plantas
Palabras clave en portugués
Biossensor
Detecção de nematoides
Nematoides parasitas de plantas
Resumen en portugués
Nematoides parasitas de plantas são microrganismos patogênicos que infectam uma grande variedade de culturas, causando baixa produtividade na plantação e perdas econômicas significativas. A detecção e identificação das espécies é importante para que se escolha a técnica de manejo mais adequada e para que não seja necessário aplicar uma grande quantidade de pesticida. Atualmente, a identificação dos nematoides é feita com base nas características morfométricas observadas por microscopia ou por análise genética através de amplificação por PCR e eletroforese. No entanto, pessoas especializadas e equipamentos de alto custo são requeridos para a realização dessas técnicas. Esse trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de dois biossensores para detecção de nematoides parasitas de plantas: um genossensor eletroquímico e um imunossensor elétrico. Foram selecionadas três espécies mais importantes economicamente: Meloidogyne incognita, Meloidogyne javanica e Pratylenchus brachyurus. Para o genossensor, projetou-se as sequências de DNA e para o imunossensor, foram extraídas as proteínas dos indivíduos de cada espécie e produzidos anticorpos policlonais. Eletrodos de ouro descartáveis do tipo multiplex e interdigitados foram desenvolvidos e fabricados para a construção dos biossensores. As caracterizações eletroanalíticas por espectroscopia de impedância eletroquímica e voltametria cíclica mostraram que o genossensor para detecção de sequências de DNA da espécie M. incógnita foi capaz de diferenciá-las de sequências da espécie M. javanica, pertencente ao mesmo gênero. Para o imunossensor, as medidas de impedância elétrica e análise estatística por PCA também apresentaram seletividade. Uma curva de calibração em função da concentração da proteína dos nematoides foi construída, exibindo um limite de detecção de 28,8 ± 3,2 ng/mL. Os biossensores desenvolvidos representam uma alternativa rápida, sensível e de baixo custo para a detecção e identificação de nematoides, destacando a portabilidade e possibilidade de medidas point-of-care do imunossensor elétrico.
Título en inglés
Development of a biosensor for plant-parasitic nematodes detection
Palabras clave en inglés
Biosensor
Nematode detection
Plant-parasitic nematode
Resumen en inglés
Plant-parasitic nematodes are pathogenic microorganisms that infect a wide variety of crops, causing low crop yields and significant economic losses. The detection and species identification are very important to choose the most appropriate management technique and not to apply a large amount of pesticide. Currently, the nematode identification is based on morphometrics characteristics observed by microscopy or genetic analysis through PCR amplification and electrophoresis. However, specialized people and high-cost equipment are required to perform these techniques. This work aimed to develop two biosensors for detection of plant-parasitic nematodes: an electrochemical genosensor and an electric immunosensor. Three economically important species were selected: Meloidogyne incognita, Meloidogyne javanica and Pratylenchus brachyurus. For the genosensor, DNA sequences were designed and for the immunosensor, proteins from individuals of each species were extracted and polyclonal antibodies were produced. Disposable gold electrodes with multiplex and interdigitated design were developed and fabricated for these biosensors. Electroanalytical characterization by electrochemical impedance spectroscopy and cyclic voltammetry showed that the genosensor for detecting DNA sequences of M. incognita species was able to differentiate them from M. javanica, a species of the same genus. For the immunosensor, electrical impedance measurements and PCA statistical analysis also showed selectivity. A calibration curve as a function of nematode protein concentration was constructed, showing a limit of detection of 28,8 ± 3,2 ng/mL. The developed biosensors represent a fast, sensitive and low-cost alternative for the detection and identification of nematodes, highlighting the portability and possibility of point-of-care measurements of the electric immunosensor..
 
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Fecha de Liberación
2022-05-27
Fecha de Publicación
2020-05-28
 
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