Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-29Bitstream added on 2014-06-13T18:50:35Z : No. of bitstreams: 1 garcia_mpb_me_bauru.pdf: 798270 bytes, checksum: 437454937b48d54f9757294afd0b12e5 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho pesquisamos variações das propriedades elétricas de filmes ultrafinos de diferentes materiais, utilizados como unidades sensoriais de uma língua eletrônica, simulando os resultados obtidos em diferentes paladares com um modelo de circuito elétrico equivalente, visando uma melhor compreensão do mecanismo de transdução envolvido. Foram utilizados filmes ultrafinos de quitosana, ftalocianina, polipirrol e perileno, que serviram de elementos transdutores do dispositivo, similar às papilas gustativas na língua humana, pois a diferença de resposta entre eles pode ser utilizada como uma impressão digital dos líquidos analisados. Esses materiais foram depositados sobre lâminas de quartzo e eletrodos interdigitados através das técnicas Langmuir-Blodgett (LB), automontagem e evaporação a vácuo. Inicialmente o trabalho foi na fabricação de filmes ultrafinos para familiarização das técnicas e equipamentos de medidas. Pôde-se verificar boa adesão dos materiais depositados sobre os eletrodos interdigitados mesmo após excessivas lavagens em água Milli-Q, permitindo sua reutilização na língua eletrônica. Os eletrodos cobertos com filmes ultrafinos foram imersos em soluções 1 mM e 1μM ácidas, salgadas, doces, amargas e umami utilizando medida de impedância elétria e um modelo de circuito elétrico equivalente já existente na literatura. Analisamos a sensibilidade de resposta a uma temperatura de aproximadamente '20 GRAUS', avaliando como os parâmetros envolvidos no circuito elétrico equivalente variam de acordo com o tipo de solução analisada, nas concentrações 1 mM e 1μM, e ainda como esses parâmetros são afetados em um mesmo material na presença de diferentes analitos. Os resultados obtidos foram também analisados pelo método estatístico de Análise de Componentes Principais (PCA, do inglês Principal Component Analysis) e Espectroscopia Raman. / In this work we study variations in the electrical properties of ultra-thin films of different materials, used as individual sensing units in an electronic tongue, simulating the results obtained in distinct tastants with an equivalent electric circuit, envisaging a better comprehension of the transducing mechanism involved. Ultra-thin films of chitosan, copper phtalocyanine, polypyrrole and perylene were used as transducers in the device, similar to the gustative papilae in the human tongue, as their electrical differences can be used as a fingerprint of the liquids analysed. The materials were deposited onto quartz plates and interdigitated electrodes through Langmuir-Blodgett (LB), layer-by-layer and vacuum evaporation techniques. Initially, we start the fabrication of the ultra-thin films to a better familiarization with equipments and tecniques. There was a good adhesion of the deposited films onto the interdigitated electrodes, even after excessive washings in Milli-Q water, allowing the re-use of the eletronic tongue system. The electrodes covered with ultra-thin films were have been soaked in 1mM and 1μM solutions of acidic, sweet, sour and bitter substances, using impedance spectroscopy as the measured technique and an equivalent circuit model already existent in the literature. The sensitivity of response at '20 GRAUS' was evaluated investigating seeking of how the involved parameters in the equivalent electric circuit varied according to the sort of solution analysed at mM and μM concentrations, and how they are affected by each material due to the presence of distinct analytes. The obtained results were also analysed by Principal Component Analysis and Raman Spectroscopy.

Orientador: José Alberto Giacometti / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Banca: Marystela Ferreira / Banca: Neri Alves / Banca: Alfredo Roque Salvetti / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi na Unesp / Resumo: Neste trabalho foram preparados filmes ultrafinos de ftalocianinas, polipirrol, quitosana e lignina usando as técnicas de automontagem (LbL, "layer-by-layer"), deposição física à vapor PVD (physical vapor deposition) e Langmuir-Blodgett (LB). Os filmes foram caracterizados usando a técnica de espectroscopia UV-vis e apresentaram características adequadas para fabricar sensores capacitivos com o intuito de comporem uma "língua eletrônica". Para se analisar as respostas capacitivas dos sensores em função da frequência, eles foram mergulhados em soluções de água Milli-Q e do refrigerante Tubaína (Funada), com diferentes valores de pH, teor de sacarose e ºBrix. A partir das capacitâncias para a frequência de 1 kHz utilizou-se a técnica de análise estatística de componentes principais (PCA) para distinguir o teor de ºBrix, sacarose e acidez. Além disso, o trabalho apresenta um método para selecionar os sensores mais adequados, o qual consiste da análise PCA da matriz transposta dos resultados das capacitâncias. Na análise PCA dos resultados obtidos em água Milli-Q foi constatado que, do conjunto de sete sensores, são necessários apenas três sensores para avaliar a variação do pH enquanto que para o teor de sacarose são necessários quatro sensores. Para se avaliar a variação do pH no refrigerante Tubaína são necessários três sensores e quatro sensores para o teor de ºBrix. Na parte final a "língua eletrônica" foi usada para identificar as variações de pH e o teor de sacarose em água Milli-Q e pH e teor ºBrix no refrigerante Tubaína. / Abstract: Ultrathin polymeric films were fabricated from phytalocyanine, polypirrol, chitosan and lignin using the layer-by-layer, physical vapor deposition (PVD) and Langmuir-Blodgett (LB) techniques. Films were characterized by UV-Vis spectroscopy showing that are suitable to fabricate capacitive sensors to form an "electronic tongue". To probe the capacitive response of sensors on frequency they were immersed in Milli-Q water and in the soft soda Tubaina (from Funada) with different pH, sucrose and ºBrix content. From capacitances measured at 1 kHz the principal component analysis (PCA) was employed to distinguish the ºBrix, pH and sucrose content. Besides this, we present a method to select which sensors are more appropriated, consisting of the PCA analysis of the transposed matrix of the capacitance results. Employing the modified PCA analysis of results obtained from measurements in Milli-Q water we found that, from the set of seven sensors, only three sensors are required to distinguish the pH while only four sensors to distinguish the sucrose. In the case of the soft drink Tubaina three and four sensors are also required to distinguish the pH and ºBrix content, respectively. Finally, the electronic tongue was employed to distinguish the pH and sucrose content in Milli-Q water and the pH and ºBrix in soft drink Tubaina. / Doutor

A esquistossomose é uma doença parasitária aguda e crônica causada por vermes sanguíneos (vermes nematoides) do gênero Schistosoma. O homem contrai a esquistossomose através da penetração ativa da cercaria na pele. A importância do tratamento desta enfermidade consiste não só no fato de curar a doença ou diminuir a carga parasitária dos pacientes, bem como impedir sua evolução para formas mais graves. Para o tratamento da esquistossomose o fármaco de escolha é o praziquantel; isso se deve ao seu amplo espectro, sua eficácia, segurança e a relação custo/tratamento. A única forma farmacêutica disponível no Brasil é o comprimido, na dose de 600 mg, a qual pode ser subdividida em quatro partes de 150 mg, a fim de facilitar o ajuste de dose. No entanto, no momento da subdivisão dos comprimidos ocorre o rompimento do revestimento. Este fato acaba levando a uma exposição do fármaco e, consequentemente, de seu sabor amargo. Esta característica dificulta a administração do medicamento, principalmente na população infantil, prejudicando o tratamento e o controle da doença. Uma alternativa para este problema é o desenvolvimento de sistemas poliméricos microparticulados que associados ao fármaco impediriam o contato direto com as papilas gustativas e assim promoveriam uma melhoria na palatabilidade. Para isso utilizou-se a técnica modificada de deposição interfacial do polímero pré-formado seguido de secagem por aspersão. Três matrizes poliméricas, com diferentes características de liberação foram utilizadas, Eudragit RL 100 – liberação tempo dependente e Eudragit E100 e L30D-55 – liberação pH dependente. Além disso, dois tipos de sistemas carreadores do fármaco foram preparados, microcápsulas e microesferas poliméricas. Estes sistemas obtidos foram avaliados e caracterizados a fim de eleger a melhor proposta de formulação visando o mascaramento do sabor do fármaco. De acordo com os resultados obtidos selecionou-se um sistema composto por microcápsulas formadas a partir do polímero L30D-55. A partir de então inseriu-se este sistema na forma farmacêutica pó para suspensão oral, onde diferentes propostas de formulações, contendo dois edulcorantes auxiliares, aspartame e sacarina, separadamente, e seus respectivos placebos foram avaliadas através de um método in vitro para a determinação do sabor, a língua eletrônica ou sensor gustativo. As diferentes formulações avaliadas apresentaram capacidade em mascarar o sabor desagradável do fármaco e, assim resultam em uma promissora alternativa para o aumento da adesão por parte dos pacientes à terapêutica, principalmente para crianças, em virtude da facilidade de administração, do ajuste da dose em função da massa corpórea e ao sabor muito mais agradável ao paladar infantil. / Schistosomiasis is a parasitic disease acute and chronic caused by blood worms (nematodes worms) of the genus Schistosoma. Man acquires schistosomiasis through the active penetration of the worms in skin. The importance of treatment of this disease is not only the fact of curing the disease or decreases the parasite load of patients, well as prevent progression to more severe forms. For the treatment of schistosomiasis praziquantel is the drug of choice, this is due to its wide spectrum, its efficacy, safety and the relation cost / treatment. The single dosage form available in Brazil is tablet at a dose of 600 mg, which can be subdivided into four parts of 150 mg to facilitate dose adjustment. However when the subdivision of the tablets occurs the disruption of the coating. This fact provides a drug exposure and consequently of its bitter taste. This characteristic complicates the administration of the drug mainly in children, affecting the treatment and control of disease. An alternative for this problem is the development of microparticulate polymeric systems which associated with the drug would prevent direct contact with the taste buds and thus promote an improvement in palatability. For this was used a modified technique interfacial deposition of preformed polymer followed by spray drying. Three polymer matrices with different release characteristics have been used, Eudragit RL 100 – time dependent release, and Eudragit E100 and L30D-55 – pH dependent release. Furthermore, two types of drug carrier systems have been prepared, polymeric microspheres and microcapsules. These systems obtained were evaluated and characterized in order to select the best proposal formulation aimed at masking the taste of the drug. According to the results we selected a system comprising microcapsules formed from L30D-55 polymer. From then was inserted into this system in the pharmaceutical form, powder for oral suspension, where different proposals formulations containing two auxiliary sweeteners, aspartame and saccharin, separately, and their respective placebos were evaluated in an in vitro method for determining the taste, the electronic tongue. The different formulations tested presented excellent ability to mask the unpleasant taste of the drug and thus present an excellent alternative for increasing adherence to therapy, especially for children, because of the ease of administration, according on dose adjustment of body mass and the much more palatable to children's taste.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-25Bitstream added on 2014-06-13T20:30:01Z : No. of bitstreams: 1 dantas_car_me_bauru.pdf: 1072201 bytes, checksum: 3b91c91a3b84d11cccc4310009eed914 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Fabricamos neste trabalho microcanais em uma matriz de PDMS para otimização de uma configuração que permita, futuramente, a inserção de eletrodos interdigitados no interior dos mesmos para a integração da língua eletrônica que estamos trabalhando ao longo dos últimos anos com dispositivos lab-on-a-chip. O objetivo final é a fabricação de um sensor tongue-on-a-chip, não havendo nada similar na literatura até o presente momento, tendo-se em vista, principalmente, o potencial de aplicação de ambos dispositivos (língua eletrônica e lab-on-a-chip). Neste sentido, esta dissertação torna-se uma chave importante para o desenvolvimento de uma tecnologia nova e com forte apelo comercial. Como a fabricação dos microcanais envolve técnicas e equipamentos de litografia que não dispomos em nossos laboratórios, estendemos colaborações com o laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS - através de um projeto específico nessa linha de atuação), onde fabricamos os microcanais e eletrodos interdigitados envolvidos neste trabalho. Como é a primeira vez que a microfluídica está sendo aplicada em dispositivos do tipo língua eletrônica, tivemos um trabalho minucioso de verificação das melhores condições envolvidas na fabricação dos dispositivos. As medidas em fluxo no interior dos microcanais mostraram-se mais rápidas e eficientes que as estáticas utilizadas anteriormente, e, adicionalmente à redução no volume das amostras analisadas com os microcanais, necessitamos ainda de um refinamento para aplicações futuras (análises clínicas e biológicas, controle ambiental, análise de bebidas...), pois o maior empecilho encontrado até o momento tem sio a selagem do dispositivo devido à deposição de filmes ultrafinos sobre os eletrodos metálicos, que esperamos resolver em trabalhos futuros. / In this work microchannels were fabricated in a PDMS matrix to optimize a configuration that allows, in future works, the insertion of interdigitated electrodes into the microchannel for the integration of the electronic tongue that we have being working in the last couple of years with lab-on-a-chip devices. The final goal is the fabrication of a tongue-on-a-chip sensor, having nothing similar in the literature up to date, bearing in mind the high potential of application of both devices (electronic tongue and lab-on-a-chip). In that sense, this Msc work becomes an important key to the development of a new technology with strong commercial appeal. As the microchannel fabrication needs equipments and techniques not available in our laboratory, we extend the collaboration with the Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS - throughout a specific project in this area) where the microchannels and interdigitated electrodes were fabricated. As it is the first time microfluidic is applied in e-tongue sensors, we did a detailed work verifying the best conditions involved in the device fabrication. Flow measurements inside the microchannels shown to be faster and more efficient than the static ones previously made, and, besides the volume reduction of the samples analysed with the microchannels, we still need a refinement for future applications (clinical and biological analysis, environmental control, beverage analysis, ...), as the major problem has being the sealing of the device due to the deposition of ultra-thin films onto the interdigitated electrodes, which we hope to solve in future works.

Orientador: Antonio Riul Júnior / Banca: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Nilson Cristino da Cruz / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Neste trabalho pesquisamos variações das propriedades elétricas de filmes ultrafinos de diferentes materiais, utilizados como unidades sensoriais de uma "língua eletrônica", simulando os resultados obtidos em diferentes paladares com um modelo de circuito elétrico equivalente, visando uma melhor compreensão do mecanismo de transdução envolvido. Foram utilizados filmes ultrafinos de quitosana, ftalocianina, polipirrol e perileno, que serviram de elementos transdutores do dispositivo, similar às papilas gustativas na língua humana, pois a diferença de resposta entre eles pode ser utilizada como uma impressão digital dos líquidos analisados. Esses materiais foram depositados sobre lâminas de quartzo e eletrodos interdigitados através das técnicas Langmuir-Blodgett (LB), automontagem e evaporação a vácuo. Inicialmente o trabalho foi na fabricação de filmes ultrafinos para familiarização das técnicas e equipamentos de medidas. Pôde-se verificar boa adesão dos materiais depositados sobre os eletrodos interdigitados mesmo após excessivas lavagens em água Milli-Q, permitindo sua reutilização na "língua eletrônica". Os eletrodos cobertos com filmes ultrafinos foram imersos em soluções 1 mM e 1μM ácidas, salgadas, doces, amargas e umami utilizando medida de impedância elétria e um modelo de circuito elétrico equivalente já existente na literatura. Analisamos a sensibilidade de resposta a uma temperatura de aproximadamente '20 GRAUS', avaliando como os parâmetros envolvidos no circuito elétrico equivalente variam de acordo com o tipo de solução analisada, nas concentrações 1 mM e 1μM, e ainda como esses parâmetros são afetados em um mesmo material na presença de diferentes analitos. Os resultados obtidos foram também analisados pelo método estatístico de Análise de Componentes Principais (PCA, do inglês "Principal Component Analysis") e Espectroscopia Raman. / Abstract: In this work we study variations in the electrical properties of ultra-thin films of different materials, used as individual sensing units in an "electronic tongue", simulating the results obtained in distinct tastants with an equivalent electric circuit, envisaging a better comprehension of the transducing mechanism involved. Ultra-thin films of chitosan, copper phtalocyanine, polypyrrole and perylene were used as transducers in the device, similar to the gustative papilae in the human tongue, as their electrical differences can be used as a fingerprint of the liquids analysed. The materials were deposited onto quartz plates and interdigitated electrodes through Langmuir-Blodgett (LB), layer-by-layer and vacuum evaporation techniques. Initially, we start the fabrication of the ultra-thin films to a better familiarization with equipments and tecniques. There was a good adhesion of the deposited films onto the interdigitated electrodes, even after excessive washings in Milli-Q water, allowing the re-use of the "eletronic tongue" system. The electrodes covered with ultra-thin films were have been soaked in 1mM and 1μM solutions of acidic, sweet, sour and bitter substances, using impedance spectroscopy as the measured technique and an equivalent circuit model already existent in the literature. The sensitivity of response at '20 GRAUS' was evaluated investigating seeking of how the involved parameters in the equivalent electric circuit varied according to the sort of solution analysed at mM and μM concentrations, and how they are affected by each material due to the presence of distinct analytes. The obtained results were also analysed by Principal Component Analysis and Raman Spectroscopy. / Mestre

A esquistossomose é uma doença parasitária aguda e crônica causada por vermes sanguíneos (vermes nematoides) do gênero Schistosoma. O homem contrai a esquistossomose através da penetração ativa da cercaria na pele. A importância do tratamento desta enfermidade consiste não só no fato de curar a doença ou diminuir a carga parasitária dos pacientes, bem como impedir sua evolução para formas mais graves. Para o tratamento da esquistossomose o fármaco de escolha é o praziquantel; isso se deve ao seu amplo espectro, sua eficácia, segurança e a relação custo/tratamento. A única forma farmacêutica disponível no Brasil é o comprimido, na dose de 600 mg, a qual pode ser subdividida em quatro partes de 150 mg, a fim de facilitar o ajuste de dose. No entanto, no momento da subdivisão dos comprimidos ocorre o rompimento do revestimento. Este fato acaba levando a uma exposição do fármaco e, consequentemente, de seu sabor amargo. Esta característica dificulta a administração do medicamento, principalmente na população infantil, prejudicando o tratamento e o controle da doença. Uma alternativa para este problema é o desenvolvimento de sistemas poliméricos microparticulados que associados ao fármaco impediriam o contato direto com as papilas gustativas e assim promoveriam uma melhoria na palatabilidade. Para isso utilizou-se a técnica modificada de deposição interfacial do polímero pré-formado seguido de secagem por aspersão. Três matrizes poliméricas, com diferentes características de liberação foram utilizadas, Eudragit RL 100 – liberação tempo dependente e Eudragit E100 e L30D-55 – liberação pH dependente. Além disso, dois tipos de sistemas carreadores do fármaco foram preparados, microcápsulas e microesferas poliméricas. Estes sistemas obtidos foram avaliados e caracterizados a fim de eleger a melhor proposta de formulação visando o mascaramento do sabor do fármaco. De acordo com os resultados obtidos selecionou-se um sistema composto por microcápsulas formadas a partir do polímero L30D-55. A partir de então inseriu-se este sistema na forma farmacêutica pó para suspensão oral, onde diferentes propostas de formulações, contendo dois edulcorantes auxiliares, aspartame e sacarina, separadamente, e seus respectivos placebos foram avaliadas através de um método in vitro para a determinação do sabor, a língua eletrônica ou sensor gustativo. As diferentes formulações avaliadas apresentaram capacidade em mascarar o sabor desagradável do fármaco e, assim resultam em uma promissora alternativa para o aumento da adesão por parte dos pacientes à terapêutica, principalmente para crianças, em virtude da facilidade de administração, do ajuste da dose em função da massa corpórea e ao sabor muito mais agradável ao paladar infantil. / Schistosomiasis is a parasitic disease acute and chronic caused by blood worms (nematodes worms) of the genus Schistosoma. Man acquires schistosomiasis through the active penetration of the worms in skin. The importance of treatment of this disease is not only the fact of curing the disease or decreases the parasite load of patients, well as prevent progression to more severe forms. For the treatment of schistosomiasis praziquantel is the drug of choice, this is due to its wide spectrum, its efficacy, safety and the relation cost / treatment. The single dosage form available in Brazil is tablet at a dose of 600 mg, which can be subdivided into four parts of 150 mg to facilitate dose adjustment. However when the subdivision of the tablets occurs the disruption of the coating. This fact provides a drug exposure and consequently of its bitter taste. This characteristic complicates the administration of the drug mainly in children, affecting the treatment and control of disease. An alternative for this problem is the development of microparticulate polymeric systems which associated with the drug would prevent direct contact with the taste buds and thus promote an improvement in palatability. For this was used a modified technique interfacial deposition of preformed polymer followed by spray drying. Three polymer matrices with different release characteristics have been used, Eudragit RL 100 – time dependent release, and Eudragit E100 and L30D-55 – pH dependent release. Furthermore, two types of drug carrier systems have been prepared, polymeric microspheres and microcapsules. These systems obtained were evaluated and characterized in order to select the best proposal formulation aimed at masking the taste of the drug. According to the results we selected a system comprising microcapsules formed from L30D-55 polymer. From then was inserted into this system in the pharmaceutical form, powder for oral suspension, where different proposals formulations containing two auxiliary sweeteners, aspartame and saccharin, separately, and their respective placebos were evaluated in an in vitro method for determining the taste, the electronic tongue. The different formulations tested presented excellent ability to mask the unpleasant taste of the drug and thus present an excellent alternative for increasing adherence to therapy, especially for children, because of the ease of administration, according on dose adjustment of body mass and the much more palatable to children's taste.

O objetivo principal desta tese foi desenvolver dispositivos microfluídicos do tipo língua eletrônica baseada em espectroscopia de impedância para análise de líquidos complexos. Dois tipos de língua eletrônica foram desenvolvidos. O primeiro com unidades sensoriais fabricadas com eletrodos interdigitados de ouro sobre vidro, selados com microcanal de PDMS, e recobertos com filmes automontados de polímeros condutores, materiais orgânicos e semicondutores. Essa língua eletrônica foi usada para diferenciar os sabores básicos, representados por soluções aquosas de NaCl (salgado), sacarose (doce), cafeína (amargo), HCl (azedo) e glutamato monosódico (umami), distinguir diferentes tipos de cafés, e detectar a presença de gliadina em soluções e alimentos. A distinção foi possível processando-se os dados de magnitude da capacitância com técnicas de projeção multidimensional IDMAP (Interactive Document Map) e análise de componentes principais (PCA). O segundo tipo de língua foi produzido com eletrodos interdigitados de carbono impressos sobre papel com canal hidrofílico e barreiras hidrofóbicas também impresso, modificado com hidrogel funcionalizado com ácido fenil-borônico (PBA) ou polilíquido iônico (PIL). Com dados de capacitância tratados com PCA e IDMAP, a língua foi usada para distinguir soluções dos açúcares glicose, frutose e sacarose, em diferentes concentrações, e diferentes marcas de suco de maçã. Nesta última língua, empregou-se a capacidade de intumescimento de hidrogéis contendo PBA na presença de açúcares, principalmente frutose, que também foi explorada na confecção de sensores com eletrodos de papel que puderam detectar concentrações baixas de glicose, próximas às encontrados no suor humano. Com a tecnologia de sensores em papel e microfluídica, podem-se conceber aplicações futuras, de baixo custo, em sensores na forma de emplastro para monitorar o nível de glicose no suor humano de maneira não invasiva e língua eletrônica para verificar a presença de glúten em alimentos. / The main aim of this thesis was to develop microfluidic devices of electronic tongue (e-tongue) type based on impedance spectroscopy to analyze complex liquids. Two types of e-tongue were developed. The first had sensing units fabricated with gold interdigitated electrodes onto glass with a microchannel sealed with PDMS and coated with layer-by-layer films of conducting polymers, organic and semiconductors. This e-tongue was used to distinguish the basic tastes, represented by aqueous solutions of NaCl (salty), sucrose (sweet), caffeine (bitter), HCl (sour) and monosodium glutamate (umami), to distinguish different types of coffees, and detect the presence of gliadin in solutions and food. The distinction was made possible by processing the capacitance data with the multidimensional projection techniques IDMAP (Interactive Document Map) and principal component analysis (PCA). The second type of e-tongue was produced with carbon interdigitated electrodes printed on paper with a hydrophilic channel with hydrophobic barriers, also printed, modified with functionalized hydrogel with phenylboronic acid (PBA) or poly(ionic liquid) (PIL). With capacitance data treated with PCA and IDMAP, the e-tongue was used to distinguish solutions at various concentrations of glucose, fructose and sucrose, in addition to different brands of apple juice. In this latter e-tongue, use was made of the ability of the hydrogel containing PBA to swell in the presence of sugars, mainly fructose, which was exploited in producing sensors with paper electrodes that could detect low concentrations of glucose, close to the values found in human sweat. With the technology of paper-based sensors and microfluidics, one may envisage future low cost applications, including patch sensors to monitor glucose in human sweat in a non-invasive manner and e-tongues to determine the presence of gluten in food.

A esquistossomose é uma doença parasitária aguda e crônica causada por vermes sanguíneos (vermes nematoides) do gênero Schistosoma. O homem contrai a esquistossomose através da penetração ativa da cercaria na pele. A importância do tratamento desta enfermidade consiste não só no fato de curar a doença ou diminuir a carga parasitária dos pacientes, bem como impedir sua evolução para formas mais graves. Para o tratamento da esquistossomose o fármaco de escolha é o praziquantel; isso se deve ao seu amplo espectro, sua eficácia, segurança e a relação custo/tratamento. A única forma farmacêutica disponível no Brasil é o comprimido, na dose de 600 mg, a qual pode ser subdividida em quatro partes de 150 mg, a fim de facilitar o ajuste de dose. No entanto, no momento da subdivisão dos comprimidos ocorre o rompimento do revestimento. Este fato acaba levando a uma exposição do fármaco e, consequentemente, de seu sabor amargo. Esta característica dificulta a administração do medicamento, principalmente na população infantil, prejudicando o tratamento e o controle da doença. Uma alternativa para este problema é o desenvolvimento de sistemas poliméricos microparticulados que associados ao fármaco impediriam o contato direto com as papilas gustativas e assim promoveriam uma melhoria na palatabilidade. Para isso utilizou-se a técnica modificada de deposição interfacial do polímero pré-formado seguido de secagem por aspersão. Três matrizes poliméricas, com diferentes características de liberação foram utilizadas, Eudragit RL 100 – liberação tempo dependente e Eudragit E100 e L30D-55 – liberação pH dependente. Além disso, dois tipos de sistemas carreadores do fármaco foram preparados, microcápsulas e microesferas poliméricas. Estes sistemas obtidos foram avaliados e caracterizados a fim de eleger a melhor proposta de formulação visando o mascaramento do sabor do fármaco. De acordo com os resultados obtidos selecionou-se um sistema composto por microcápsulas formadas a partir do polímero L30D-55. A partir de então inseriu-se este sistema na forma farmacêutica pó para suspensão oral, onde diferentes propostas de formulações, contendo dois edulcorantes auxiliares, aspartame e sacarina, separadamente, e seus respectivos placebos foram avaliadas através de um método in vitro para a determinação do sabor, a língua eletrônica ou sensor gustativo. As diferentes formulações avaliadas apresentaram capacidade em mascarar o sabor desagradável do fármaco e, assim resultam em uma promissora alternativa para o aumento da adesão por parte dos pacientes à terapêutica, principalmente para crianças, em virtude da facilidade de administração, do ajuste da dose em função da massa corpórea e ao sabor muito mais agradável ao paladar infantil. / Schistosomiasis is a parasitic disease acute and chronic caused by blood worms (nematodes worms) of the genus Schistosoma. Man acquires schistosomiasis through the active penetration of the worms in skin. The importance of treatment of this disease is not only the fact of curing the disease or decreases the parasite load of patients, well as prevent progression to more severe forms. For the treatment of schistosomiasis praziquantel is the drug of choice, this is due to its wide spectrum, its efficacy, safety and the relation cost / treatment. The single dosage form available in Brazil is tablet at a dose of 600 mg, which can be subdivided into four parts of 150 mg to facilitate dose adjustment. However when the subdivision of the tablets occurs the disruption of the coating. This fact provides a drug exposure and consequently of its bitter taste. This characteristic complicates the administration of the drug mainly in children, affecting the treatment and control of disease. An alternative for this problem is the development of microparticulate polymeric systems which associated with the drug would prevent direct contact with the taste buds and thus promote an improvement in palatability. For this was used a modified technique interfacial deposition of preformed polymer followed by spray drying. Three polymer matrices with different release characteristics have been used, Eudragit RL 100 – time dependent release, and Eudragit E100 and L30D-55 – pH dependent release. Furthermore, two types of drug carrier systems have been prepared, polymeric microspheres and microcapsules. These systems obtained were evaluated and characterized in order to select the best proposal formulation aimed at masking the taste of the drug. According to the results we selected a system comprising microcapsules formed from L30D-55 polymer. From then was inserted into this system in the pharmaceutical form, powder for oral suspension, where different proposals formulations containing two auxiliary sweeteners, aspartame and saccharin, separately, and their respective placebos were evaluated in an in vitro method for determining the taste, the electronic tongue. The different formulations tested presented excellent ability to mask the unpleasant taste of the drug and thus present an excellent alternative for increasing adherence to therapy, especially for children, because of the ease of administration, according on dose adjustment of body mass and the much more palatable to children's taste.

Línguas eletrônicas constituídas de filmes nanoestruturados depositados sobre eletrodos metálicos, e empregando a técnica de espectroscopia de impedância como princípio de detecção, vêm apresentando excelentes resultados para a diferenciação de substâncias que constituem os paladares básicos e na detecção de impurezas em amostras líquidas. A principal limitação para o uso comercial é a necessidade da substituição das unidades sensoriais do arranjo, que necessita de recalibração. Nesta tese introduzimos um novo arranjo de unidades sensoriais, constituídos de eletrodos de cromo eletrodepositados, que não necessitam de filmes finos. Usando arranjos de cinco ou dez unidades sensoriais nominalmente idênticas, obtivemos uma língua eletrônica capaz de detectar paladares básicos e íons de cobre em água em concentrações abaixo de 1μM. As diferenças nas respostas elétricas dos eletrodos são oriundas das diferenças na sua morfologia. A alta sensibilidade apresentada foi explorada na análise de vinhos e amostras de águas coletadas de vários rios e lagos. Similarmente às línguas eletrônicas com filmes nanoestruturados, o arranjo sensorial de eletrodos de cromo foi capaz de distinguir vinhos de uma mesma varietal e produtor, mas de diferentes safras, e de um mesmo produtor e safra, mas de diferentes varietais. Tentamos também melhorar o desempenho das línguas eletrônicas combinando unidades constituídas de filmes finos de quitosana e poli(o-etoxianilina). Apesar do interesse nas propriedades advindas da interação entre esses materiais, especialmente quando a quitosana foi utilizada na forma de nanopartículas, o desempenho foi similar ao da língua eletrônica contendo eletrodos de cromo sem filmes. / Electronic tongues based on nanostructured films and employing impedance spectroscopy as the principle of detection have proven excellent to distinguish between basic tastes and detect trace amounts of impurities in liquid samples. The main limitation for a commercial use, though, is the need to replace the sensing units of the sensor array, which requires recalibration, owing to the relatively poor stability of the nanostructured films. In this thesis we introduce a new arrangement for the sensing units, which are produced from electrodeposited chrome electrodes, with no need to adsorb an organic film. Using an array with 5 or 10 nominally identical chrome electrodes, we obtained an electronic tongue capable of detecting basic tastes and copper ions in water down to the 1μM level. The differences in electrical properties for the electrodes arose from differences in morphology. Furthermore, this high sensitivity could be exploited in the analysis of wines, and water samples collected from various rivers and lakes. Similarly to electronic tongues made with nanostructured films, the sensor array with electrodeposited chrome electrodes was capable of distinguishing wines from the same grape and producer, but different vintages, or from the same producer and vintage but different grapes. We also attempted to optimize the performance of electronic tongues by combining sensing units made of chitosan and poly(o-ethoxyaniline). In spite of the interesting properties deriving from the interaction between these components, especially when chitosan nanoparticles were used, the performance of the sensor array was similar to that of the electronic tongue obtained with bare chrome electrodes.

A utilização simultânea de diferentes tecnologias de sensores é um método eficiente para aumentar o desempenho de sistemas sensoriais. Com o intuito de contribuir para um melhor controle da qualidade de combustíveis brasileiros, foram desenvolvidos neste trabalho sensores para serem utilizados em Língua e Narizes Eletrônicos. Estes sistemas multissensoriais foram utilizados separadamente, bem como simultaneamente, integrando-os para a avaliação da qualidade de gasolina e etanol. Desse modo, foram fabricados dois tipos de sistemas multissensoriais híbridos. O primeiro sistema foi composto pela integração de uma Língua Eletrônica (LE) e de um Nariz Eletrônico (NE), denominado SH-1. Neste sistema multissensorial, a impedância elétrica do conjunto dos diferentes sensores, baseados em filmes nanoestruturados de diferentes polímeros condutores depositados sobre diferentes microeletrodos de ouro, foi medida simultaneamente no líquido e no vapor de amostras de combustíveis. Já o segundo sistema multissensorial híbrido, SH-2, foi composto pela união de dois tipos de NEs e foi fabricado integrando sensores produzidos a partir de microbalanças de quartzo e de uma matriz de capacitores, ambos funcionalizados com os mesmos materiais sensoativos, polímeros condutores e metaloporfirinas. A frequência de oscilação do cristal de quartzo, bem como a capacitância da matriz de capacitores foram medidas no vapor de combustíveis. Estes sistemas híbridos são de fácil fabricação, simples operação e sensíveis a uma grande variedade de substâncias químicas de interesse. Foram empregadas ferramentas de análise multivariada de dados para a calibração e validação dos sensores, bem como para a interpretação dos resultados obtidos. / The simultaneous use of different sensor technologies is an efficient method to increase the performance of sensor systems. Aiming to contribute to a better quality control of Brazilian fuels, sensors were developed in this work to be used in electronic tongue and electronic noses. These multisensor systems were used separately and simultaneously integrating them to evaluation the quality of gasoline and ethanol. Thus, two types of multisensor hybrid systems were manufactured. The first system was composed by the integration of an Electronic Tongue (LE) and an Electronic Nose (NE), called SH-1. In this multisensor system, the electrical impedance of all the different sensors, based on nanostructured films of conducting polymers deposited on different gold microelectrodes, was measured simultaneously in both liquid and vapor fuel samples. The second multisensor hybrid system, SH-2, was composed by the union of two types of NEs and was fabricated by integrating sensors made from quartz microbalance and an array of capacitors, both functionalized with the same sensitive materials, conducting polymers and metalloporphyrins. The oscillation frequency of quartz crystal, and the capacitance of the array of capacitors were measured in the fuel vapor. These hybrid systems are easy to fabricate, simple to operate and sensitive to a wide variety of chemicals of interest. Tools for multivariate analysis were used for calibration and validation of the sensors, as well as for the interpretation of results.