Desenvolvimento de magneto-ELISA e imunossensor eletroquímico para análise de Legionella pneumophila e eletrodos semicondutores bioinspirados de WO3 para remoção de Candida parapsilosis em águas de rejeito de hemodiálise.

O uso da água no ambiente hospitalar tem despertado grande atenção pela probabilidade de ocorrência de patologias em decorrência da ingestão de águas contaminadas, pela excreção de medicamentos, pelo alto índice de microrganismo e espécies patogênicas nos esgotos hospitalarese etc. O presente trabalho investiga o desenvolvimento de eletrodos bioinspirados de trióxido de tungstênio sem e modificados com Ag (W/WO3 e W/WO3-Ag) e eletrodos nanoestruturados de W/WO3 formados por templates sintéticos e eletrodeposição. Estes eletrodos foram aplicados na desinfecção de águas de origem ambiental e hospitalar utilizando-se a técnica de fotoeletrocatálise. Todos os eletrodos foram caracterizados pelos métodos convencionais e os eletrodos W/WO3 e W/WO3-Ag, mostraram melhor atividade fotoeletrocatalítica para desinfecção do dialisato e do dialisado contaminados com Candida parapsilosis na forma planctônica e de biofilme sem adição extra de eletrólito em relação aos eletrodos W/WO3 convencionais. Após otimização do método, a desinfecção fotoeletrocatalítica das cepas em concentração de 1,0 x 106 UFC mL-1 em dialisato alcançou 99.99% de inativação após 1 min de tratamento sob potencial aplicado de 1,5 V vs. Ag/AgCl, irradiação UV/vis e nenhuma regeneração destas mesmo após mais de três semanas de incubação. Ainda foi observada alta remoção de carbono orgânico (60%) total (COT), eliminação da turbidez e redução da demanda química de oxigênio. A inativação, morte dos fungos e remoção dos orgânicos lixiviados da análise celular do microorganismo foi atribuída a ação dos radicais hidroxilas fotogerados no meio reacional. A desinfecção dos fungos em efluente proveniente da hemodiálise (dialisado), também alcançou 99.9% de desinfeçcão após 3 min de tratamento sob irradiação UV/Vis e 15 minutos sob irradiação na região do visível. Para biofilmes, alcançou-se 99,9% de inativação em tempos de tratamento superiores a 120 min, e remoção de COT de 60% das leveduras. Ainda neste trabalho apresentamos o estudo do desenvolvimento de dois métodos imunológicos para detecção de Leginella pneumophila. Foram usados o método de magneto-ELISA e biossensor impedimétrico usando ensaio imunológico entre L. pneumophila e os anticorpos monoclonais específicos para a bactéria que reagem com o epítopo LPS. A captura e pré-concentração da amostra foi feita utilizando-se partículas magnéticas e transdução óptica e eletroquímica, para os ensaios de magneto-ELISA e biossensor, respectivamente. Resultados mais satisfatórios foram obtidos para imunossensor impedimétrico, utilizando-se partículas magnéticas tosiladas com 450nm de tamanho modificadas com anticorpo Legionella Polyclonal Antibody genus depositadas sobre eletrodo compósito de grafite epóxi modificado por imã. Valores de LD = 59,91 UFC mL-1e LQ = 183,03 UFC mL-1 foram obtidos para detecção de L. pneumophila em meio aquoso. O método foi aplicado na determinação de LP em água de torneira e dialisato de hemodiálise, alcançando-se detecção de ao redor de 105 UFC mL-1, com recuperações superiores a 85%.

Resumo (inglês)

The use of water in the hospital environment has attracted great attention due to the probability of the occurrence of pathologies due to the ingestion of contaminated water, the excretion of medicines, the high rate of microorganisms and pathogenic species in hospital sewers, etc. The present work investigates the development of bioinspired trioxide electrodes without and modified with Ag (W/WO3 and W/WO3-Ag) and nanostructured W / WO3 electrodes formed by synthetic templates and electrodeposition. These electrodes were applied to disinfect waters of environmental and hospital origin using the photoelectrocatalysis technique. All electrodes were characterized by conventional methods and the W/WO3 and W/WO3-Ag electrodes showed better photoelectrocatalytic activity for disinfecting the dialysate and dialysate contaminated with Candida parapsilosis in the plactonic and biofilm form without extra electrolyte in relation to conventional W/WO3 electrodes. After optimizing the method, the photoelectrocatalytic disinfection of strains at a concentration of 1.0 x 106 CFU mL-1 in dialysate reached 99.99% of inactivation after 1 min of treatment under applied potential of 1.5 V vs. Ag / AgCl, UV / vis irradiation and no regeneration even after more than three weeks of incubation. High removal of total organic carbon (60%) was also observed, elimination of turbidity and reduction of chemical oxygen demand. The inactivation, death of the fungi and removal of the leachate organics from the cell lysis of the microorganism was attributed to the action of the photogenerated hydroxyl radicals in the reaction medium. The disinfection of fungi in effluent from hemodialysis (dialysate) also reached 99.9% disinfection after 3 min of treatment under UV / Vis irradiation and 15 minutes under irradiation in the visible region. For biofilms, 99.9% of inactivation was achieved in treatment times longer than 120 min, and TOC removal of 60% of yeasts. Still in this work, we present the study of the development of two immunological methods for the detection of Legionella. pneumophila. The magneto-ELISA method and impedimetric biosensor were used using an immunological assay between L. pneumophila and the monoclonal antibodies specific for the bacteria that react with the LPS epitope. The capture and pre-concentration of the sample was done using magnetic particles and optical and electrochemical transduction, for the magneto-ELISA and biosensor assays, respectively. More satisfactory results were obtained for impedimetric immunosensor, using tosylated magnetic particles 450nm in size modified with Legionella Polyclonal Antibody genus antibody deposited on a magnet electrode made of magnetite-modified epoxy graphite. LD values = 59.91 CFU mL-1 and LQ = 183.03 CFU mL-1 were obtained for the detection of L. pneumophila in an aqueous medium. The method was applied in the determination of LP in tap water and hemodialysis dialysate, reaching a detection of around 105 UFC mL 1, with recoveries above 85%.