Dispositivos miniaturizados para o monitoramento acessível e no local de moléculas de interesse ambiental e clínico (2022)
- Authors:
- Autor USP: MARTINS, THIAGO SERAFIM - IQSC
- Unidade: IQSC
- DOI: 10.11606/T.75.2022.tde-11112022-164136
- Assunto: NEOPLASIAS
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Sistemas miniaturizados com eletrodos de carbono impressos (SPCEs) são tecnologias promissoras para monitorar no local, moléculas de interesse ambiental (e.g. poluente emergente) e clínico (e.g. biomarcador). Neste trabalho, sistemas eletroquímicos miniaturizados foram desenvolvidos para detectar as seguintes moléculas: sulfametoxazol (SMX), trimetoprima (TMP), antígeno de carboidrato 15-3 (câncer de mama), metabólito 25-hidroxivitamina D3 (vitamina D), lactato e o antígeno prostático específico (câncer de próstata). Um desempenho otimizado dos SPCEs caseiros foi obtido usando um tratamento eletroquímico em solução de tampão fosfato (PBS). Para os antibióticos SMX e TMP foi desenvolvido um sensor baseado em papel com nanofitas de óxido de grafeno reduzidas (rGN). Os limites de detecção (LOD) para SMX e TMP foram estimados em 0,09µM e 0,04 µM, respectivamente, com uma resposta linear de 1 µM a 10 µM. O sensor foi reprodutível (RSD <5%) e seletivo, inclusive em amostras de água de torneira. Um imunossensor do tipo sanduíche constituído por um filme layer-by-layer de nanopartículas de ouro (Au) e óxido de grafeno reduzido (rGO) foi desenvolvido para detectar o biomarcador de câncer de mama CA15-3. O imunossensor foi capaz de detectar o CA15-3 em amostras de soro humano e saliva artificial com um LOD de 0,08 fg mL-1 dentro de uma ampla faixa linear de concentração de 0,1 fg mL-1 a 1µg mL-1Oimunossensor também foi seletivo para CA15-3, robusto e estável para permitir o armazenamento a 4 °C por mais de 30 dias. Para monitorar o metabólito 25(OH)D3 em soro humano e saliva, construiu-se um chip imunossensor flexível e sem rótulo. A plataforma do dispositivo foi feita com dendritos de ouro em forma de árvore (AuDdrites), obtidos eletroquimicamente pela dessorção seletiva da L-cisteína sobre os planos (111) do ouro. O chip foi capaz de detectar o metabólito em 15 minutos com uma faixa de concentração dentro dos valores de interesse clínico e apresentou um LOD de 0,03 ng mL-1. Um sistema portátil com diodo emissor de luz (LED) de 3 W e compatível com SPCEs também foi desenvolvido para detecção fotoeletroquímica. O dispositivo produzido em impressora 3D, foi usado para detectar lactato e PSA sobre nanopartículas de TiO2 modificadas com filme polimérico de [Ni(salen)] (referido como TiO2@poli[Ni(salen)]) e nanopartículas de óxido de titânio (TiO2) sensibilizado com nitreto de carbono grafítico e aril diazônio (referido como Amb/Ni10-gC3N4/TiO2), respectivamente. O sensor fotoeletroquímico para lactato exibiu excelente estabilidade, reprodutibilidade e seletividade em uma faixa linear de 0,1 a 20 mM com LOD de 88 µM. Também foi demonstrado por medidas de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) in situ que o dióxido de carbono (CO2) é o produto principal da fotoeletrooxidação de lactato sobre TiO2@poli[Ni(salen)]. Em adição, o sensor para o biomarcador de câncer de próstata PSA foi capaz de detectar o marcador tumoral em amostras de soro humano em uma faixa de 10-16 a 10-8g mL-1 com limite de detecção tão baixo quanto 0,06 fg mL-1A robustez do dispositivo foi confirmada com testes de reprodutibilidade e estabilidade. A estratégia de funcionalização dos nanomaterias fotoativos com sal de aril diazônio diminuiu a recombinação de portadores de carga fotogerados, levando a um aumento na fotocorrente e, forneceu grupos carboxílicos para ancorar anticorpos por meio da reação da carbodiimida, o que possibilita a extensão da plataforma de detecção a qualquer outro tipo de imunossensor fotoeletroquímico. Os dispositivos portáteis aqui apresentados são de baixo custo, operação amigável e promissores para monitorar no local, poluentes emergentes e biomarcadores sem atrasos associados aos laboratórios centralizados
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2022
- Data da defesa: 26.08.2022
- Status:
- Artigo publicado em periódico de acesso aberto (Gold Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão publicada (Published version)
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-
ABNT
MARTINS, Thiago Serafim. Dispositivos miniaturizados para o monitoramento acessível e no local de moléculas de interesse ambiental e clínico. 2022. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2022. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-11112022-164136/. Acesso em: 02 abr. 2026. -
APA
Martins, T. S. (2022). Dispositivos miniaturizados para o monitoramento acessível e no local de moléculas de interesse ambiental e clínico (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-11112022-164136/ -
NLM
Martins TS. Dispositivos miniaturizados para o monitoramento acessível e no local de moléculas de interesse ambiental e clínico [Internet]. 2022 ;[citado 2026 abr. 02 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-11112022-164136/ -
Vancouver
Martins TS. Dispositivos miniaturizados para o monitoramento acessível e no local de moléculas de interesse ambiental e clínico [Internet]. 2022 ;[citado 2026 abr. 02 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-11112022-164136/ - Sensor criado na USP de São Carlos identifica presença de agrotóxico proibido em frutas e legumes
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