Development of a portable impedance spectrometer (2022)
- Authors:
- Autor USP: BUSCAGLIA, LORENZO ANTONIO - IFSC
- Unidade: IFSC
- Sigla do Departamento: FCM
- DOI: 10.11606/D.76.2022.tde-19072022-120227
- Subjects: IMPEDÂNCIA ELÉTRICA; SENSORES BIOMÉDICOS; PROCESSAMENTO DE SINAIS; COVID-19
- Keywords: Biosensing; Biossensoriamento; Espectroscopia de impedância; Impedance spectroscopy; Processamento de sinais; SARS-CoV-2; Signal processing; Simple-Z
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A espectroscopia de impedância elétrica tem sido usada extensivamente para (bio) sensoriamento graças às múltiplas propriedades elétricas que podem ser interrogadas por meio da variação da frequência da excitação. Um sistema de espectroscopia de impedância compreende três unidades principais: processador de sinais, sensor e analisador de dados. Esta Dissertação de Mestrado começa com uma revisão detalhada dessas unidades. Revisamos os métodos para fabricar sensores, incluindo a escolha de nanomateriais e biomoléculas em arquiteturas moleculares controladas. O uso de matrizes de sensores, como línguas eletrônicas, gera grandes quantidades de dados que exigem o uso de métodos de análise de dados que também revisamos e incluímos exemplos de visualização de informações e técnicas de aprendizado de máquina. O foco principal da revisão, entretanto, está no processador de sinais, responsável por gerar o sinal de excitação e realizar a leitura de impedância. Esse foco se deve ao alto custo dos espectrômetros de impedância disponíveis no mercado, o que dificulta a integração de sistemas de biossensoriamento para serem utilizados em campo. É fornecida uma descrição detalhada dos métodos para desenvolver um analisador de impedância portátil, totalmente integrado e de baixo custo que oferece amplas faixas de magnitude de impedância, de amplitude de sinal e de frequência. O dispositivo, nomeado Simple-Z, inclui o circuito integrado AD5933 e circuitos periféricos para regulagem fina deamplitude de saída, amplificação flexível de resposta, controle da frequência de amostragem, calibração automática e comunicação externa. Fabricamos algumas unidades de Simple-Z com resultados reprodutíveis com uma interface gráfica e aplicamos com sucesso em (bio)sensoriamento, incluindo a detecção de SARS-CoV-2. A validade do Simple-Z foi confirmada comparando seus resultados em algumas das aplicações com aqueles obtidos com analisadores de impedância comerciais de bancada. O Simple-Z agora pode ser implantado em sistemas de diagnóstico para uso em campo. Além disso, graças ao seu baixo custo, pode ser fabricado com produção em massa para ser utilizado também em laboratórios de ensino para treinamento de alunos em espectroscopia de impedância elétrica
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2022
- Data da defesa: 21.02.2022
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
BUSCAGLIA, Lorenzo Antonio. Development of a portable impedance spectrometer. 2022. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-19072022-120227/. Acesso em: 02 dez. 2025. -
APA
Buscaglia, L. A. (2022). Development of a portable impedance spectrometer (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-19072022-120227/ -
NLM
Buscaglia LA. Development of a portable impedance spectrometer [Internet]. 2022 ;[citado 2025 dez. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-19072022-120227/ -
Vancouver
Buscaglia LA. Development of a portable impedance spectrometer [Internet]. 2022 ;[citado 2025 dez. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-19072022-120227/ - Detectando várias doenças através de sangue, saliva ou suor: “SIMPLE-Z” desenvolvido no IFSC/USP já está em sua versão comercial. [Depoimento a Rui Sintra]
- Detectando várias doenças através de sangue, saliva ou suor
- Simple-Z: a portable and low-cost electrical impedance spectrometer for application in education and in biosensing
- Novo equipamento desenvolvido no IFSC/USP na detecção de algumas formas de câncer: medição de propriedades elétricas de materiais com destaque para fluidos biológicos
- Sistema e dispositivo de medição de espectro de impedância elétrica portáteis
- Simple-Z: a low-cost portable impedance analyzer
- Roadmap for electrical impedance spectroscopy for sensing: a tutorial
- Low-cost impedance analyzer applied with sensors and biosensors
- Photocatalysis of TiO2 sensitized with graphitic carbon nitride and electrodeposited aryl diazonium on screen-printed electrodes to detect prostate specific antigen under visible light
- Eletrodo, método de preparo do eletrodo, biossensor e uso do biossensor
Informações sobre o DOI: 10.11606/D.76.2022.tde-19072022-120227 (Fonte: oaDOI API)
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