Utilização da peroxidase

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 6953 (2022) Citar este artigo

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Nanopartículas de prata estabilizadas com polivinilpirrolidona (PV-AgNPs) foram sintetizadas a partir de AgNO3/citrato trissódico e com o auxílio de energia de micro-ondas. Verificou-se que os PV-AgNPs sintetizados possuem uma atividade real de mimetização de peroxidase. Esta atividade catalítica pode oxidar o reagente não fluorescente (o-fenilenodiamina) a um produto de reação de alta fluorescência (2,3-diaminofenazina). O produto da reação exibiu uma emissão de fluorescência em 563 nm após a excitação em 420. Dentre muitos metais, apenas os íons mercúrio (II) podem inibir a atividade catalítica da nanozima PV-AgNPs. Consequentemente, a intensidade de fluorescência do produto da reação foi extinta com sucesso. Este efeito de extinção na intensidade de fluorescência foi diretamente proporcional à concentração de mercúrio (II). Dependendo dessa descoberta, uma abordagem espectrofluorimétrica simples, econômica e seletiva foi projetada para a detecção de mercúrio (II) em amostras de água. A relação linear entre a inibição na intensidade de fluorescência e concentração de mercúrio (II) foi encontrada em 20-2000 nM com um limite de detecção de 8,9 nM.

O metal mercúrio é um dos metais pesados ​​venenosos mais conhecidos e amplamente difundidos devido aos seus efeitos nocivos ao se acumular no corpo humano1. É amplamente distribuído no solo, na atmosfera e na água do mar por meio de atividades humanas e fenômenos naturais, causando sérias consequências na maioria dos organismos vivos e no meio ambiente2. As principais fontes de contaminação por mercúrio (II) para águas superficiais e efluentes são a produção de Cloro-álcalis, papel e celulose, refinaria de petróleo, baterias e processos de fabricação de tintas nas indústrias3. Devido à sua alta afinidade por grupos tiol encontrados em enzimas e proteínas, o mercúrio pode se acumular nos tecidos e órgãos vitais do corpo humano, produzindo substâncias tóxicas e prejudiciais à saúde humana mesmo em baixas quantidades4. Alguns sintomas e sinais crônicos e agudos gerados pela toxicidade do mercúrio inorgânico são: inflamação da boca; sede; sabor metálico; náusea; salivação excessiva; degeneração renal e tremor5.

A seletividade e a sensibilidade do quimiossensorial utilizado para detecção do íon mercúrio (II) em amostras de água é uma exigência essencial. Portanto, o sensor utilizado deve ser caracterizado pela simplicidade, baixo custo, alta sensibilidade e seletividade adequada, podendo detectar íons de mercúrio (II) em amostras aquosas em nível nanomolar e sem interferências da presença de outros íons metálicos.

As nanopartículas são amplamente aplicadas como sensores para detecção de poluentes ambientais6,7,8,9. Muitos pesquisadores estão interessados ​​em nanopartículas de prata devido às suas características ópticas incomuns, banda SPR e tamanho ultra pequeno10,11,12,13. As nanopartículas de prata também são amplamente empregadas nas indústrias de sensores, têxteis e armazenamento de alimentos devido à sua excelente condutividade e atividade catalítica10,11,12,13,14,15. A distinta e única atividade enzimática das nanopartículas de metais atraiu o interesse na catálise de inúmeras reações químicas e aplicações de análise de metais16.

Há muitos méritos em usar nanopartículas como imitadores de enzimas/enzimas artificiais em vez de enzimas naturais que se concentram na ausência dos obstáculos inerentes à enzima natural. Esses obstáculos incluem a disponibilidade demorada e tediosa dos recursos naturais e o caro processo de purificação; sensibilidade a temperaturas elevadas, condições rigorosas de armazenamento, sensibilidade a condições de pH alcalino e ácido e proteases, levando à diminuição da estabilidade diminuindo o prazo de validade17,18. As nanopartículas inorgânicas mimetizadoras de enzimas apresentam algumas características, incluindo baixo custo, alta estabilidade, resistência às altas concentrações do substrato, facilidade de processo de armazenamento e facilidade de síntese19,20,21.