Orientador: Marcelo Grafulha Vanti. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.

A monitorização da glicemia é a forma mais popular de acompanhar o tratamento do diabetes e entender o funcionamento do organismo em relação a certos alimentos, à prática de atividades físicas e à administração de medicamentos. O presente trabalho teve como objetivo a produção de sensores para detecção de glicose, utilizando polipirrol (PPi) disperso, poli(3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT) submetido a tratamento corona ou poli(hidroximetil-3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT-OH) como transdutores e glicose oxidase (GOx) como enzima responsável pela catálise da glicose. O polipirrol foi obtido em dispersão através de síntese química com poli (óxido de etileno) (PEO), para facilitar o método de aplicação no sensor por casting, enquanto que o PEDOT e o PEDOT-OH foram sintetizados eletroquimicamente proporcionando excelente cobertura do eletrodo de trabalho. A enzima GOx foi imobilizada por adsorção sobre os três diferentes sensores produzidos com PPi/PEO, PEDOT ou PEDOT-OH, ainda foi produzido um biossensor com GOx imobilizada por entrapment ou confinamento durante a síntese eletroquímica do PEDOT-OH, com o propósito de avaliar o melhor método de imobilização enzimática para a produção de um biossensor sensível e seletivo. A morfologia e as estruturas dos biossensores foram analisados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, microscopia de força atômica, espectroscopia no infravermelho e espectroscopia RAMAN. A eletroatividade dos polímeros e das etapas de desenvolvimento dos sensores foi verificada com voltametria cíclica. Provou-se, através de analises de cronoamperometria, que os sensores desenvolvidos são capazes de detectar diferentes concentrações de glicose, além de obter a equação característica, que determina a densidade de corrente elétrica em função da concentração de substrato utilizado. O sensor de PEDOT-OH não necessitou da enzima GOx para a detecção de glicose, inclusive em amostras sanguíneas. / Blood glucose monitoring is the most popular way of monitoring the treatment of diabetes and understanding the functioning of the body in relation to certain foods, the practice of physical activity and medication administration. This study aimed to produce sensors for glucose detection using dispersed polypyrrole (PPi), poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) subjected to corona treatment or poly(hydroxymethyl-3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT -OH) as transducers and glucose oxidase (GOx) as the enzyme responsible for the catalysis of glucose. The polypyrrole dispersion was obtained by chemical synthesis with poly(ethylene oxide) (PEO), in order to facilitate the application method in the sensor by casting, while the PEDOT and PEDOT-OH were synthesized electrochemically providing excellent cover to work electrode. The GOx enzyme was immobilized by adsorption on three different sensors made with PPi/PEO, PEDOT or PEDOT-OH; it was also produced a biosensor with GOx immobilized by entrapment during the electrochemical synthesis of PEDOT-OH, with the purpose of evaluating the best method for enzyme immobilization for producing a sensitive and selective biosensor. The morphology and structures of biosensors were analyzed by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray, atomic force microscopy, infrared spectroscopy and Raman spectroscopy. The electroactivity of polymers and sensor development stages was checked with cyclic voltammetry. It has been proven through analysis of chronoamperometry that it was developed sensors capable of detecting different concentration of glucose and allow the obtaining of the characteristic equation, which determines the current density as a function of the substrate concentration used. The PEDOT-OH sensor does not require the GOx enzyme for the detection of glucose, including blood samples.

A monitorização da glicemia é a forma mais popular de acompanhar o tratamento do diabetes e entender o funcionamento do organismo em relação a certos alimentos, à prática de atividades físicas e à administração de medicamentos. O presente trabalho teve como objetivo a produção de sensores para detecção de glicose, utilizando polipirrol (PPi) disperso, poli(3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT) submetido a tratamento corona ou poli(hidroximetil-3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT-OH) como transdutores e glicose oxidase (GOx) como enzima responsável pela catálise da glicose. O polipirrol foi obtido em dispersão através de síntese química com poli (óxido de etileno) (PEO), para facilitar o método de aplicação no sensor por casting, enquanto que o PEDOT e o PEDOT-OH foram sintetizados eletroquimicamente proporcionando excelente cobertura do eletrodo de trabalho. A enzima GOx foi imobilizada por adsorção sobre os três diferentes sensores produzidos com PPi/PEO, PEDOT ou PEDOT-OH, ainda foi produzido um biossensor com GOx imobilizada por entrapment ou confinamento durante a síntese eletroquímica do PEDOT-OH, com o propósito de avaliar o melhor método de imobilização enzimática para a produção de um biossensor sensível e seletivo. A morfologia e as estruturas dos biossensores foram analisados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, microscopia de força atômica, espectroscopia no infravermelho e espectroscopia RAMAN. A eletroatividade dos polímeros e das etapas de desenvolvimento dos sensores foi verificada com voltametria cíclica. Provou-se, através de analises de cronoamperometria, que os sensores desenvolvidos são capazes de detectar diferentes concentrações de glicose, além de obter a equação característica, que determina a densidade de corrente elétrica em função da concentração de substrato utilizado. O sensor de PEDOT-OH não necessitou da enzima GOx para a detecção de glicose, inclusive em amostras sanguíneas. / Blood glucose monitoring is the most popular way of monitoring the treatment of diabetes and understanding the functioning of the body in relation to certain foods, the practice of physical activity and medication administration. This study aimed to produce sensors for glucose detection using dispersed polypyrrole (PPi), poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) subjected to corona treatment or poly(hydroxymethyl-3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT -OH) as transducers and glucose oxidase (GOx) as the enzyme responsible for the catalysis of glucose. The polypyrrole dispersion was obtained by chemical synthesis with poly(ethylene oxide) (PEO), in order to facilitate the application method in the sensor by casting, while the PEDOT and PEDOT-OH were synthesized electrochemically providing excellent cover to work electrode. The GOx enzyme was immobilized by adsorption on three different sensors made with PPi/PEO, PEDOT or PEDOT-OH; it was also produced a biosensor with GOx immobilized by entrapment during the electrochemical synthesis of PEDOT-OH, with the purpose of evaluating the best method for enzyme immobilization for producing a sensitive and selective biosensor. The morphology and structures of biosensors were analyzed by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray, atomic force microscopy, infrared spectroscopy and Raman spectroscopy. The electroactivity of polymers and sensor development stages was checked with cyclic voltammetry. It has been proven through analysis of chronoamperometry that it was developed sensors capable of detecting different concentration of glucose and allow the obtaining of the characteristic equation, which determines the current density as a function of the substrate concentration used. The PEDOT-OH sensor does not require the GOx enzyme for the detection of glucose, including blood samples.

A monitorização da glicemia é a forma mais popular de acompanhar o tratamento do diabetes e entender o funcionamento do organismo em relação a certos alimentos, à prática de atividades físicas e à administração de medicamentos. O presente trabalho teve como objetivo a produção de sensores para detecção de glicose, utilizando polipirrol (PPi) disperso, poli(3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT) submetido a tratamento corona ou poli(hidroximetil-3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT-OH) como transdutores e glicose oxidase (GOx) como enzima responsável pela catálise da glicose. O polipirrol foi obtido em dispersão através de síntese química com poli (óxido de etileno) (PEO), para facilitar o método de aplicação no sensor por casting, enquanto que o PEDOT e o PEDOT-OH foram sintetizados eletroquimicamente proporcionando excelente cobertura do eletrodo de trabalho. A enzima GOx foi imobilizada por adsorção sobre os três diferentes sensores produzidos com PPi/PEO, PEDOT ou PEDOT-OH, ainda foi produzido um biossensor com GOx imobilizada por entrapment ou confinamento durante a síntese eletroquímica do PEDOT-OH, com o propósito de avaliar o melhor método de imobilização enzimática para a produção de um biossensor sensível e seletivo. A morfologia e as estruturas dos biossensores foram analisados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, microscopia de força atômica, espectroscopia no infravermelho e espectroscopia RAMAN. A eletroatividade dos polímeros e das etapas de desenvolvimento dos sensores foi verificada com voltametria cíclica. Provou-se, através de analises de cronoamperometria, que os sensores desenvolvidos são capazes de detectar diferentes concentrações de glicose, além de obter a equação característica, que determina a densidade de corrente elétrica em função da concentração de substrato utilizado. O sensor de PEDOT-OH não necessitou da enzima GOx para a detecção de glicose, inclusive em amostras sanguíneas. / Blood glucose monitoring is the most popular way of monitoring the treatment of diabetes and understanding the functioning of the body in relation to certain foods, the practice of physical activity and medication administration. This study aimed to produce sensors for glucose detection using dispersed polypyrrole (PPi), poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) subjected to corona treatment or poly(hydroxymethyl-3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT -OH) as transducers and glucose oxidase (GOx) as the enzyme responsible for the catalysis of glucose. The polypyrrole dispersion was obtained by chemical synthesis with poly(ethylene oxide) (PEO), in order to facilitate the application method in the sensor by casting, while the PEDOT and PEDOT-OH were synthesized electrochemically providing excellent cover to work electrode. The GOx enzyme was immobilized by adsorption on three different sensors made with PPi/PEO, PEDOT or PEDOT-OH; it was also produced a biosensor with GOx immobilized by entrapment during the electrochemical synthesis of PEDOT-OH, with the purpose of evaluating the best method for enzyme immobilization for producing a sensitive and selective biosensor. The morphology and structures of biosensors were analyzed by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray, atomic force microscopy, infrared spectroscopy and Raman spectroscopy. The electroactivity of polymers and sensor development stages was checked with cyclic voltammetry. It has been proven through analysis of chronoamperometry that it was developed sensors capable of detecting different concentration of glucose and allow the obtaining of the characteristic equation, which determines the current density as a function of the substrate concentration used. The PEDOT-OH sensor does not require the GOx enzyme for the detection of glucose, including blood samples.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5197_1.pdf: 1564860 bytes, checksum: 58055d6bd6225a2fff660e9156d0911c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Atualmente, vários estudos têm sido direcionados à tentativa de melhoramento do desempenho dos biossensores. Os polímeros condutores e não condutores têm sido utilizados tanto no aprimoramento dos diferentes modos de transdução de sinais biológicos quanto na disponibilização de grupos químicos para imobilização de biomoléculas. Neste trabalho, a utilização do polímero quitosana depositado sobre ouro para imobilização de imunoglobulinas G foi avaliada a partir do método de ELISA e através de um biossensor piezoelétrico, o qual é composto por uma microbalança de cristal de quartzo. Com a presença do polímero, absorbâncias três vezes mais altas foram obtidas e a alteração na freqüência de ressonância do cristal após a imobilização dos anticorpos aumentou de 14.19% (±2.43) para 24.34% (±0.75). A prata epoxy, polímero condutor, foi utilizada na fabricação de eletrodos de trabalho para construção de um biossensor amperométrico para detecção de lactato desidrogenase. Outros compostos como grafite e tetracianoquinodimetano também foram utilizados na composição da pasta condutora. Na voltametria cíclica, com NADH e glutaraldeído adsorvidos na superfície do eletrodo, uma corrente anódica foi gerada em 0.5V na presença da lactato desidrogenase e piruvato devido à oxidação eletroquímica do NADH. Os eletrodos mostraram ser reproduzíveis nas condições eletrolíticas testadas apresentando boa sensibilidade (1.5μA (U/L)-1). Entretanto, o potencial encontrado pode levar a uma baixa seletividade do biossensor em decorrência da oxidação de espécies interferentes presentes no soro. A enzima lactato desidrogenase foi pré-purificada a partir de sistemas bi-fásicos aquosos compostos de citrado de sódio e polietilenoglicol que é um polímero inerte. Um planejamento fatorial foi utilizado nas análises estatísticas e a massa molecular do polímero foi a variável que apresentou maiorinfluência sobre o fator de purificação e rendimento da lactato desidrogenase. A enzima apresentou o maior fator de purificação de 7.9, com rendimento de 100% de sua atividade

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-07-18T19:40:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) JULIANA_PEREIRA_DE_AGUIAR_DISSERTACAO_INOVACAO_TERAPEUTICA_2014.pdf: 19167646 bytes, checksum: 36bcc47c124da48aa223839ede230d40 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-18T19:40:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) JULIANA_PEREIRA_DE_AGUIAR_DISSERTACAO_INOVACAO_TERAPEUTICA_2014.pdf: 19167646 bytes, checksum: 36bcc47c124da48aa223839ede230d40 (MD5) Previous issue date: 2014-07-24 / FACEPE / O nanoporo protéico unitário formado pela alfatoxina de Staphylococcus aureus pode ser empregado como elemento de reconhecimento molecular no desenvolvimento de biossensores, espectrômetro de massas e seqüenciadores de DNA. Genericamente o processo de reconhecimento molecular ocorre com a interação analito-nanoporo devido à entrada ou permeação de moléculas unitárias no lume aquoso do nanoporo. A presença de uma molécula do analito no interior do nanoporo provoca alterações discretizadas na corrente iônica. A análise da série temporal funciona como “impressão digital” da molécula ocupante ou permeante do nanoporo. A altíssima velocidade de translocação do DNA através do nanoporo ainda é uma dificuldade para o sequenciamento preciso e confiável destas moléculas. Neste trabalho avaliou-se como o aumento da viscosidade e a presença de íons da série de Hofmeister no meio aquoso influenciam na interação DNA-nanoporo, visando encontrar as condições adequadas que favoreçam a detecção diferencial de cada uma das bases nucleotídicas. A confecção da bicamada lipídica plana e a inserção do nanoporo unitário na membrana, bem como os registros de correntes iônicas através dos poros foram obtidas em condições de fixação de voltagem. Todos os experimentos foram realizados a 25OC. Na solução banhante do nanoporo utilizou-se alguns ânions da família VIIA, juntamente com o K+, e alguns dos cátions da família IA juntamente com o Cl-, todos na concentração de 4M e em pH 7,5. A interação do ssDNA (50b-poliA) foi detectada pelo nanoporo através de bloqueios na corrente iônica. As constantes cinéticas de interação ssDNA-nanoporo foram determinadas da análise de pelo menos um milhão de bloqueios de corrente. A adição de glicerol no meio aquoso do nanoporo diminuiu significativamente a condutância do nanoporo e condutividade da solução dos íons de Hofmeister. Por outro lado aumentou a viscosidade das soluções dos íons de Hofmeister, principalmente no caso do fluoreto de potássio. O fluoreto de potássio aumentou em aproximadamente 15%, o tempo de residência do ssDNA no nanoporo. Deste modo o aumento na viscosidade juntamente com os íons de Hofmeister, especificamente o fluoreto de potássio, aumenta a sensibilidade do nanoporo, porém ainda não o suficiente para discriminação adequada das bases nucleotídicas. / The single protein nanopore formed by alpha-toxin of Staphylococcus aureus may be used as molecular recognition element in the development of biosensors, mass spectrometer and DNA sequencers. Generally the process of molecular recognition occurs through analyte-nanopore interaction due to input or permeation of single molecules in the aqueous lumen of the nanopore. The presence of a molecule inner of the nanopore causes changes in the ionic current. The analysis of the time series comprises the changes discretized functions as "imprint" of the occupier or permeant molecule in nanopore. The high speed of DNA translocation through the nanopore is still a difficulty for accurate and reliable sequencing of these molecules. In this study was evaluated how the increase in viscosity and the presence of ions of the Hofmeister series in the aqueous environment influence the DNA–nanopore interaction, aiming to find better conditions that favor to detect of each nucleotides. Solventfree planar bilayer lipid membranes, with a capacitance of 40pF, were formed by the lipid monolayer apposition technique, using DPhPC in hexane. The elevated KCl concentrations considerably improve single molecule identification by unitary protein nanopores, in this study membrane-bathing solutions contained 4M halide in 5mM TRIS adjusted to pH 7.5 with citric acid. The addition of glycerol in the aqueous environment of the nanopore significantly decreased the channel conductance and conductivity of the solution of Hofmeister ions. Furthermore, the increased viscosity of solutions of the Hofmeister ions, especially in the case of potassium fluoride. The potassium fluoride was increased by approximately 15% of the residence time the ssDNA into nanopore. Thus, the increase in viscosity with Hofmeister ions, especially potassium fluoride, increases the sensitivity of the nanopore, but still not enough for adequate discrimination of nucleotide bases.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-25T20:29:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Natália Cybelle Lima Oliveira.pdf: 10771251 bytes, checksum: 9d25b0ab7c0014895ea3bf7213251371 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-27T22:25:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Natália Cybelle Lima Oliveira.pdf: 10771251 bytes, checksum: 9d25b0ab7c0014895ea3bf7213251371 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-27T22:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Natália Cybelle Lima Oliveira.pdf: 10771251 bytes, checksum: 9d25b0ab7c0014895ea3bf7213251371 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / FACEPE / CNPq / A necessidade atual em descentralizar testes analíticos vem estimulando largamente pesquisas no desenvolvimento de biossensores nos mais diversos campos estratégicos, como nas ciências forenses, tornando-se um dos setores que crescem mais rápido no mundo. Pelo fato de que as técnicas rotineiramente usadas como testes de triagem em perícias criminais exibem inespecificidade, além da exigência de testes mais complexos para confirmar a detecção de uma molécula de interesse, a construção de tecnologias simples e portáteis, como os biossensores, torna-se crucial para a suplantação dessas dificuldades. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver biossensores como modelos de testes confirmatórios para as ciências forenses. Dispositivos eletroquímicos e holográficos foram desenvolvidos para a detecção de moléculas de interesse forense, como sequências de DNA e cocaína. Além desses estudos, o uso de marcadores moleculares de identificação humana em casos de crimes foi analisado quanto a sua aplicabilidade como biorreceptores e como fonte de dados sociodemográficos relativos a crimes violentos. Pelos resultados apresentados, os biossensores foram sensíveis à presença de DNA, sendo capaz de detectá-lo mesmo em condições adversas, bem como à presença de cocaína, em que os correspondentes sistemas apresentaram um limite de detecção de 3,09 nM e 5,69mM, respectivamente. Além disso, os dados fornecidos pelas análises de casos de crime de estupro e de morte violenta atrelados ao uso de marcadores moleculares foram capazes de traçar um perfil sociodemográfico de vítimas acometidas por crimes violentos no Brasil, o que contribui para uma análise epidemiológica da criminalidade em escala global. Desse modo, o uso de biossensores atrelados a marcadores moleculares poderá contribuir como um rápido e efetivo método analítico em laboratórios forenses. / Biosensors Market has witnessed significant advances over the years, becoming one of the fastest growing sectors in the world. Due to the high demand for decentralizing analytical tests, biosensors research has been applied in many fields, such as Forensic Sciences. Standard methods used as screening tests in criminal investigations usually exhibit disadvantages such as lack of specificity, which requires further confirmation with other more complex analytical methodologies generally based on some instrumental technique. Thus, the design of portable and simple devices, like biosensors, becomes fundamental to overcome those problems. The aim of this work is to develop biosensors as model for confirmatory tests for Forensic Sciences applications. Electrochemical and holographic platforms were developed in an attempt to detect compounds with impact in forensic (bio) chemical analyses, like DNA sequences and cocaine. In addition to these studies, the use of molecular markers for human identification used in criminal cases was analyzed regarded to its applicability as a bioreceptor and a source for sociodemographic data for violent crimes. The results showed that the biosensors were sensitive to the presence of DNA, even in harsh conditions as well as to cocaine, in which those different systems presented a limit of detection of 3,09nM and 5.69mM, respectively. Also, data recovered from rape cases and violent death were able to make victim profiling of those crimes occurred in Brazil, which contribute to epidemiological studies of violent crimes at a global scale, helping to prevent their occurrence. Thereby, using biosensors associated with molecular markers may contribute as a fast and effective analytical method in forensic laboratories.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-06T19:36:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Estefani Pontes Simão.pdf: 3354574 bytes, checksum: 0b23d289c0bb80022d88a585ee250cba (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-08T20:52:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Estefani Pontes Simão.pdf: 3354574 bytes, checksum: 0b23d289c0bb80022d88a585ee250cba (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-08T20:52:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Estefani Pontes Simão.pdf: 3354574 bytes, checksum: 0b23d289c0bb80022d88a585ee250cba (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / CAPES / A fosfatase alcalina (ALP) é uma enzima utilizada clinicamente como indicador de algumas patologias como a osteomalácia, doença de Paget, tumores, doenças coronarianas. ALP tem um importante papel nos processos de calcificação no organismo humano, tendo em vista que ela auxilia a mineralização óssea com a deposição de cálcio e na formação dos cristais de hidroxiapatita. No presente estudo foi possível desenvolver um imunossensor impedimétrico na detecção da fosfatase alcalina sorológica em pacientes portadores de doenças coronarianas. O imunossensor foi obtido pela adsorção de cisteína (Cys) sobre a superfície do eletrodo de trabalho seguida da imobilização de nanotubos de carbono decorados com nanopartículas de ouro modificadas com cisteamina (AuCNT-cisteamina) via 1-[3-(dimetilamino) propil]-3-etilcarbodiimida (EDC) e N-hidroxissuccinimida (NHS) utilizado como elementos ativadores. Em seguida, o anticorpo anti-fosfatase alcalina (AntiALP) foi imobilizado, obtendo-se o sensor Cys- AuCNT-cisteamina-AntiALP. Para caracterização de cada etapa de desenvolvimento do imunossensor e avaliação de seu reconhecimento específico foram utilizadas as técnicas de voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Em adição, a microscopia de força atômica (AFM) possibilitou a análise topográfica do sistema. Devido às propriedades físico-químicas e biocompatibilidade dos nanomateriais avaliados foi possível obter uma plataforma nanoestruturada biocompatível com amplificação da área superficial e eficiente atividade eletroquímica. A interação do imunossensor com diferentes concentrações de ALP resultou em alterações nos valores das correntes de pico (anódicas e catódicas) e de resistência à transferência de carga (RCT), indicando o processo de bioreconhecimento com o antígeno. O imunossensor apresentou elevada sensibilidade, seletividade e uma faixa de detecção de 0.5 a 600 UI/L de ALP, além de demonstrar sensibilidade para a biodetecção em amostras sorológicas de pacientes ateromatosos. O biossensor desenvolvido foi capaz de detectar diferentes concentrações de ALP, superando os métodos analíticos convencionais para dosagem dessa enzima. O imunossensor desenvolvido apresentou uma boa sensibilidade e especificidade para a dosagem da ALP, podendo ser aplicado no monitoramento de pacientes portadores de doenças coronarianas. / Alkaline phosphatase (ALP) is an enzyme used clinically as an indicator of some pathologies such as osteomalacia, Paget's disease, tumors, coronary diseases. ALP has an important role in the processes of calcification in the human organism, since it aids bone mineralization with the deposition of calcium and in the formation of the crystals of hydroxyapatite. In the present study, it was possible to develop an impedimetric immunosensor in the detection of serum alkaline phosphatase in patients with coronary diseases. The immunosensor was obtained by the adsorption of cysteine (Cys) on the surface of the working electrode followed by the immobilization of carbon nanotubes decorated with cysteamine-modified gold nanoparticles (AuCNT-cysteamine) via 1- [3- (dimethylamino) propyl] - 3-ethylcarbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) used as activator elements. Then, the anti-alkaline phosphatase antibody (AntiALP) was immobilized, obtaining the Cys-AuCNT-cysteamine-AntiALP sensor. For characterization of each step of development of the immunosensor and evaluation of its specific recognition, the techniques of cyclic voltammetry (VC) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used. In addition, the atomic force microscopy (AFM) made possible the topographic analysis of the system. Due to the physico-chemical properties and biocompatibility of the evaluated nanomaterials, it was possible to obtain a biocompatible nanostructured platform with surface area amplification and efficient electrochemical activity. The interaction of the immunosensor with different concentrations of ALP resulted in alterations in the values of the peak currents (anodic and cathodic) and resistance to the transfer of charge (RCT), indicating the bioreacquisition process with the antigen. The immunosensor showed high sensitivity, selectivity and a detection range of 0.5 to 600 IU / L of ALP, besides demonstrating sensitivity for the biosensing in serological samples of atheromatous patients. The developed biosensor was able to detect different concentrations of ALP, surpassing the conventional analytical methods for the determination of this enzyme. The developed immunosensor presented a good sensitivity and specificity for the dosage of ALP, and it can be applied in the monitoring of patients with coronary diseases.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-10-09T19:43:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Mariana Souza Arruda de Santana.pdf: 2796865 bytes, checksum: 0aa061173cd03226c1887478c5c3b48d (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-21T19:08:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Mariana Souza Arruda de Santana.pdf: 2796865 bytes, checksum: 0aa061173cd03226c1887478c5c3b48d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-21T19:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Mariana Souza Arruda de Santana.pdf: 2796865 bytes, checksum: 0aa061173cd03226c1887478c5c3b48d (MD5) Previous issue date: 2015-09-30 / CAPES / O câncer de próstata é uma doença que causa 30.720 mortes por ano na população mundial. Isto significa que 1 em cada 6 homens é diagnosticado com câncer de próstata. Os métodos de diagnóstico, atualmente adotados, são altamente invasivos, necessitando de uma melhor forma de diagnóstico. O uso de biossensor é postulada como sendo uma alternativa atrativa para o diagnóstico de várias doenças. Este é um dispositivo de análise que compreende um elemento de reconhecimento biológico, tal como ácidos nucleicos, utilizado diretamente na interface de um transdutor, que converte a informação biológica em um sinal mensurável. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi desenvolver genossensores eletroquímicos para o diagnóstico do câncer de próstata, através do encontro de uma seqüência específica para o câncer de próstata utilizando ferramentas de bioinformática, testar a concentração ideal para imobilização de DNA, analisar a menor concentração que o sistema foi capaz de detectar (Detecção Limite) e confirmar os resultados obtidos frente as amostras biológicas (sangue) proveniente do Hospital das Clinicas de Pernambuco (HC/UFPE). Em primeiro lugar, a sequência do marcador de câncer de próstata foi coletada a partir do banco de dados do Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia e analisados pelo software CLC Workbench principal. O primeiro biossensor foi composto por três eletrodos impressos: eletrodo de trabalho constituído de ouro; eletrodo de referência constituído de Ag/AgCl e eletrodo auxiliar constituído de carbono. O outro modelo de biossensor foi formado por dois eletrodos impressos, um eletrodo de trabalho constituído por Carbono e um eletrodo de referência constituído de Ag/AgCl. Nos dois biossensores propostos, um sonda de DNA específica para o Câncer de próstata (PCA3 gene) foi imobilizada sob o eletrodo de trabalho e, em seguida, uma sequência alvo foi hibridizada com a sonda imobilizada. Tanto no primeiro quanto no segundo biossensor, os alvos foram os oligonucleotídicos sintéticos e o DNA extraído de amostras de pacientes. Os sinais redox da hibridização, nos dois biossensores, foram analisados pela técnica de voltametria de pulso diferencial. Os resultados mostraram que os biossensores puderam diferenciar a hibridização da não-hibridização. Os dois biossensores propostos apresentaram elevada sensibilidade cujos limites de detecção foram para o primeiro biossensor de 2,28 pg/μL (1 nM) e o segundo biossensor de 0.22 pg/μL (0.1 nM). Os dados obtidos com os biossensores mostraram viabilidade para o diagnóstico do câncer de próstata, permitindo com isso o desenvolvimento de um sistema pioneiro para detecção portátil do câncer. Após a análise do biossensor, foi proposto um estudo visando entender o papel das sirtuínas no processo da tumorigênese da próstata, pois várias vias de sinalização celular e fatores de transcrição estão envolvidos no controle do metabolismo do câncer. Nós utilizamos PCA3 como controle da expressão do câncer de próstata, bem como, e as sirtuínas 1 e 3 para entender os seus respectivos papéis no câncer. Amostras de sangue foram coletadas e analizadas para verificação da expressão do PCA3, SIRT-1 and SIRT-3. A SIRT-3 apresentou baixa expressão em pacientes com câncer de próstata (P = 0.027) mostrando correlação negativa com este câncer. Não foi observado diferença estatística significativa da expressão da SIRT-1 entre os grupos analisados (P = 0.082). Mais estudos são necessário para compreender o seu papel e envolvimento na tumorigênese da próstata. A SIRT3 pode ser usado como um biomarcador prognóstico no câncer de próstata, porém, um exame cuidadoso do papel de SIRT3 no metabolismo do câncer ainda é necessário, a fim de desenvolver melhores abordagens terapêuticas. / Prostate cancer is a disease that causes 30,720 deaths per year worldwide. This means that 1 in 6 men is diagnosed with prostate cancer. The diagnostic methods are highly invasive, requiring a best diagnosis. The use of biosensor is postulated to be an attractive alternative for the diagnosis of various diseases. This is a test device comprising a biological recognition element such as nucleic acids, used directly in the interface of a transducer which converts the biological information in a measurable signal. The aim of this study was to find a specific sequence for prostate cancer using bioinformatics tools, test the optimal concentration for immobilization of DNA, analyze the lowest concentration that the system was able to detect (detection limit) and confirm the results of the front biological samples (blood) from the Hospital das Clinicas de Pernambuco (HC / UFPE). Firstly, the sequence marker of prostate cancer were collected from the database of the National Center for Biotechnology Information and analyzed by the software CLC Main Workbench. These results show the possibility of developing a new portable device, non-invasive, more sensitive and specific than current methods. The first biosensor was composed of three screen-printing electrodes: a working electrode constituted of gold; a reference electrode constituited of Ag/AgCl; and auxiliary electrode constituted of carbon. The other model biosensor was composed of two screen-printing electrodes: a working electrode constituted of carbon and a reference electrode constituited of Ag/AgCl. In both biosensors proposed, a DNA probe specific for prostate cancer (PCA3 gene) was immobilized on the working electrode by electrodeposition and then a target sequence was hybridized with the probe immobilized. Both the first and the second biosensor, the targets were the synthetic oligonucleotide and extracted sample DNA from patients. The results showed that biosensors could differentiate hybridization of non-hybridization. The two biosensors showed high sensitivity which detection limits were in the first biosensor 2,28 pg/μL (1 nM) and the second biosensor 0.22 pg/μL (0.1 nM). The data obtained with the biosensors showed viability for the diagnosis of prostate cancer, thereby allowing the pioneering development of a new portable detection system for cancer. After examination of the biosensor, a study aimed at understanding the role of sirtuins in prostate tumorigenesis process was proposed, but several pathways cell signaling and transcription factors are involved in the control of cancer metabolism.We used the prostate cancer gene 3 (PCA3) as control of expression of prostate cancer, as well, the role of sirtuins 1 and 3 in prostate cancer. Blood samples were collected and analyzed for the expression of the PCA3, SIRT-1 and SIRT-3. SIRT-3 presented low expression in patients with prostate cancer (P = 0.027) showing negative correlation with this cancer. No clear differences were observed in SIRT-1 expression between the analyzed groups (P = 0.082). Further studies about the role of SIRT1 in PCa are necessary in order to understand its involvement in tumorigenesis while SIRT3 can be used as a prognostic biomarker in PCa. A careful examination of the role of SIRT3 in prostate cancer metabolism is still necessary in order to develop better therapeutic approaches.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2017-11-21T21:46:23Z No. of bitstreams: 1 Hugo Yves Cordeiro Eulálio - Dissertação PPG-CEMat - 2016..pdf: 9966635 bytes, checksum: 5ea265c58dad0db100d0e913e7338764 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-21T21:46:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hugo Yves Cordeiro Eulálio - Dissertação PPG-CEMat - 2016..pdf: 9966635 bytes, checksum: 5ea265c58dad0db100d0e913e7338764 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Um dos desafios da atualidade está em encontrar métodos simples, rápidos e seletivos para determinações específicas de compostos variados nas mais diversas aplicações. Um componente fundamental para os biossensores, tratase do transdutor, responsável por transformar e conduzir os sinais gerados devido as reações entre analito alvo e biorreceptor. Em testes iniciais viu-se que a deposição se soltava facilmente da superfície do eletrodo então com o intuito de melhorar a condutividade dos eletrodos foi realizado eletrodeposições do composto Sb/Sb2O3 nas superfícies dos suportes metálicos e visando uma melhor adesão do eletrodepositado nos metais foram realizadas eletrocorrosões nestes suportes com solução de HCl. O objetivo deste trabalho foi analisar o comportamento de suportes metálicos para transdutores, submetidos a eletrodeposição de antimônio e de óxido de antimônio (Sb/Sb2O3) e ao processo de eletrocorrosão ácida, para o emprego em biossensores. Com a finalidade de identificar qual composto estava sendo depositado no metal, para visualizar a morfologia e o recobrimento e, ainda, confirmar essa possível melhor adesão realizou-se caracterizações como: microscopia eletrônica de varredura, difração de raios x, análise gravimétrica das amostras, análise da rugosidade superficial e testes de adesividade do depositado. A partir dos difratogramas foi possível observar a eletrodeposição do Sb metálico na superfície metálica. As imagens obtidas por MEV mostraram morfologias distintas que variaram dependendo do metal utilizado, da metodologia utilizada, porém todos apresentaram uma característica pulverulenta, pois são facilmente arrancados da superfície. O teste de gravimetria acusou que o cobre é mais sensível a corrosão que o aço inox. O teste de adesão mostrou que na média o cobre obteve uma maior adesão, porém a amostra que teve maior adesão foi utilizando uma fita de aço. Conclui-se que dentre os dois suportes metálicos escolhidos, levando em consideração apenas o tratamento superficial e a metodologia utilizada, o aço inox é o melhor suporte a ser empregado. / One of nowadays' challenges is to find simple, fast and selective methods for specific determinations of various compounds in various applications. A key component to the biosensor, is the transducer, responsible for transforming and lead the signals generated due to reactions between the target analyte and biorreceptor. In initial tests it was seen that the deposition easily let go of the electrode surface then, to improve the conductivity, they were conducted electrodeposition compound Sb / Sb2O3 on the surfaces of metal brackets and to better adhesion of the electroplated in metals were performed electroerosions on these stands with HCl solution. The aim of this study was to analyze the metal brackets behavior for transducers subjected to electrodeposition of antimony and antimony oxide (Sb / Sb2O3) and acid electroerosion process, for use in biosensors. In order to identify which compound was being deposited on the metal, to see the morphology and the coating and also confirm this possible better adhesion some characterizations were done, as scanning electron microscopy, X-ray diffraction, gravimetric analysis of the samples, analysis of surface roughness and deposited adhesion tests. From the XRD patterns was observed only the electrodeposition of Sb metallic on the metal surface. The images obtained by SEM showed distinct morphologies that varied depending on the metal used, the methodology used, but all had a powdery characteristic, because they are easily torn from the surface. The gravimetric test showed that copper is more sensitive to corrosion than stainless steel. The adhesion test showed that the average copper obtained an increased adhesion, but the sample had adhesion was greater using a steel tape. It is concluded that among the two metal supports chosen, taking into account only the surface treatment and the methodology used, the stainless steel is the best support to be used.