Um grande crescimento no interesse por microdispositivos eletroforéticos tem sido observado nos últimos anos. Vantagens atrativas como baixo consumo de reagentes e diminutos tempos de analise são verificados. Microdispositivos fabricados usando toner de impressora e folhas de transparência (poliéster) vem a somar valores como baixo custo e simplicidade de confecção à técnica de micro-separação eletroforética. Entretanto, a aplicação analítica utilizando esse tipo de microdispositivo tem sido pouco explorada. <br />Neste trabalho o uso de microchips eletroforéticos fabricados em poliéster-toner (PT) é utilizado para a determinação simultânea do herbicida glifosato e seu maior metabólito, AMPA (ácido aminometilfosfônico). Em um primeiro momento, o trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia no qual utiliza condutometria sem contato (C4D) como sistema de detecção, aliada à separação eletroforética em microchips de PT. Vários parâmetros que regem uma boa confiabilidade analítica, tanto quanto otimizam a sensibilidade do sistema foram avaliados. <br />Em um segundo momento, ainda aliada à microchips de PT, a técnica de cronoamperometria foi utilizada como sistema de detecção. Nessa etapa do projeto estudos eletroquímicos foram inicialmente realizados em eletrodos convencionais de ouro e cobre, buscando averiguar qual metal apresenta maior sensibilidade para o herbicida glifosato. Tendo o metal cobre como melhor escolha, eletrodos planares foram construídos a partir da combinação das tecnologias da produção de máscaras de toner, e placas de circuito impresso como fonte de cobre. <br />Em ambas as metodologias desenvolvidas, picos bem resolvidos foram encontrados para os analitos em estudo. Tempos menores que 80 s foram gastos entre o processo de separação e detecção; uma boa repetibilidade também foi encontrada. Os valores de limite de detecção (LD) utilizando C4D foram 60,8 e 74,8 &micro;mol L-1 para glifosato e AMPA respectivamente. Como esperado, menores valores de LD foram obtidos na detecção amperométrica, com 1,88 &micro;mol L-1 para glifosato e 16,45 &micro;mol L-1 para AMPA. A aplicabilidade dos métodos foi verificada através da analise do herbicida e seu metabólito em amostras de água. Etapas de derivatização e pré-concentração off-line não foram usadas nesse trabalho, dessa forma os dois métodos desenvolvidos apresentaram como principais vantagens o extremo baixo custo, e a simplicidade de uso. / A large increase in interest in electrophoretic microdevices has been observed in recent years. Advantages attractive as low reagent consumption and low analytical time are checked. Microdevices fabricated using printer toner and polyester transparency sheets are the sum values as low cost and simplicity of the technique of making micro-electrophoretic separation. However, the analytical application using this type of microdevice has been little explored. <br />In this work the use of microchip electrophoresis fabricated on polyester-toner (PT) is used for the simultaneous determination of the herbicide glyphosate and its major metabolite, AMPA (aminomethylphosphonic acid). In a first moment, the work presents the development of a methodology in which the use capacitively coupled contactless conductivity detection (C4D) for determination of analytes is employed, coupled with electrophoretic separation in PT microchips. Several parameters that govern a good analytical reliability and with the intuit of optimizing the sensitivity of the system were evaluated. <br />In a second time and still allied to the PT microchips, the technique of chronoamperometry was used for detection. Electrochemical studies were initially conducted in conventional electrodes of gold and copper, looking for determine which metal is more sensitive to detect the herbicide glyphosate. Having the best choice planar copper electrodes were constructed from a combination of technologies for the production of toner masks, and printed circuit boards. <br />In both, C4D and chronoamperometric detection methodologies, well-resolved peaks were found for the glyphosate and AMPA. Time analysis of less than 80s were found including the separation and detection processes, and a good analytical repeatability was also found. The limits of detection (LOD) using C4D were 60,8 and 74,8 &micro;mol L-1 respectively for glyphosate and AMPA. As expected, lower LOD were obtained in the amperometric detection methodology, 1.9 &micro;mol L-1 for glyphosate, and 16.5 &micro;mol L-1 for AMPA. The applicability of the methods was tested by analyzing the herbicide and its metabolite in fortified water samples. Steps of derivatization and preconcentration off-line were not applied in this work, so the two methods showed as main advantages very low cost and time analysis, and simplicity of application.

O desenvolvimento de dispositivos microfluídicos biomiméticos, \"órgãos-em-chip\", tem permitido melhores respostas em ensaios que carecem de uma correlação fisiológica mais próxima da in vivo. Explorando as tecnologias da microfluídica e microfabricação, esses dispositivos recapitulam aspectos específicos de estruturas e funções dos órgãos. Ainda, os avanços obtidos em culturas tridimensionais de células, modelos de matrizes extracelulares e tecnologias direcionadas às células tronco, têm consolidado os órgãos-em-chip como uma ferramenta fundamental para a compreensão de diversas respostas biológicas do corpo humano frente às aplicações biomédicas, farmacêuticas, químicas e ambientais. Com os avanços da nanotecnologia e ciência dos materiais, inúmeros progressos têm sido alcançados na farmácia e na medicina. Devido à redução da escala, propriedades que se diferenciam substancialmente daquelas encontradas na escala macro são obtidas. As nanopartículas de dióxido de titânio (NPs TiO2) têm apresentado múltiplas aplicações na medicina e na indústria. Em vista disso, faz-se necessário a investigação dos efeitos tóxicos dessas nanopartículas, seja na saúde ou no meio ambiente. É bem documentado que as NPs TiO2 podem chegar à corrente sanguínea e alcançar vários órgãos, causando reações inflamatórias e interações celulares que podem ser patogenicamente relevantes. Assim, o presente trabalho propõe o estudo dos efeitos das NPs TiO2 em células endoteliais (HUVEC) cultivadas em um dispositivo microfluídico fabricado em poliéster-toner (PT), uma tecnologia simples que alia rapidez e baixo custo de produção. A viabilidade do uso dos microchips de PT foi avaliada por meio do teste MTT e produção de NO e verificou-se serem adequados para a cultura de células endoteliais. As células no sistema microfluídico foram expostas às NPs TiO2, e os resultados comparados a um sistema estático (placas de cultura de células) submetido às condições semelhantes. Os sobrenadantes de ambos os sistemas foram utilizados para determinação da produção de VEGF-A. Ademais, foram avaliadas a produção de aníon superóxido e a indução de apoptose. Os resultados esclarecem os mecanismos de toxicidade das NPs TiO2 e são correlacionados com as patologias que eventualmente estão associadas a esses efeitos. Por meio deste estudo, demonstrou-se o grande potencial dos microchips de PT para estudos em biologia celular, os quais podem fornecer a base para ensaios pré-clinicos com maior poder preditivo, alternativos ao uso de animais e cobaias na pesquisa científica. / The development of biomimetic microfluidic devices, \"organ-on-chips\", has allowed better responses in assays that need a closer in vivo physiological correlation. Exploring the technologies of microfluidics and microfabrication, these devices recapitulate specific aspects of structures and functions of the organs. In addition, the progress made in 3D cell cultures, extracellular matrix models, and stem cells technologies, have consolidated the organ-on-chips as a key tool for understanding various biological responses of the human body in face of biomedical, pharmaceutical, chemical, and environmental applications. With the advances in nanotechnology and materials science, much progress has been made in pharmacy and medicine. Due to the scale reduction, properties that differ substantially from those found on the macro scale are obtained. Titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) have found many applications in medicine and industry. In view of this fact, it is necessary to investigate the toxic effects of nanoparticles, either on health or in the environment. It has been well documented that TiO2 NPs can reach the bloodstream and affect various organs, causing inflammatory reactions and cellular interactions that can be pathogenetically relevant. Thus, this work proposes the study of the effects of TiO2 NPs in endothelial cells (HUVEC) cultured in a microfluidic device made of polyester toner (PT), a simple technology that combines speed and low cost of production. The viability of the use of PT microchips was evaluated by MTT assay and production of NO and we found that it is suitable for culturing of endothelial cells. The HUVEC in the microfluidic system were exposed to TiO2 NPs and the results compared to a static system (cell culture plates) subjected to similar conditions. Supernatants from both systems were used for determining the production of the VEGF-A. Furthermore, we have evaluated superoxide anion production and induction of apoptosis. The results clarify the mechanisms of toxicity of NPs TiO2 and are correlated with the pathologies that eventually are associated with these effects. Through this study, we demonstrated the great potential of PT microchips for studies in cell biology, which may provide the basis for pre-clinical trials with greater predictive power, alternative to the use of animals in scientific research.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-09-24T21:11:51Z No. of bitstreams: 2 Souza, Fabrício Ribeiro de - Dissertação - 2013.pdf: 1564907 bytes, checksum: 3eb82393d3125b0bd24821af947f63b8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-09-25T10:36:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Souza, Fabrício Ribeiro de - Dissertação - 2013.pdf: 1564907 bytes, checksum: 3eb82393d3125b0bd24821af947f63b8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-25T10:36:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Souza, Fabrício Ribeiro de - Dissertação - 2013.pdf: 1564907 bytes, checksum: 3eb82393d3125b0bd24821af947f63b8 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This report describes the fabrication of a minimally instrumented polyestertoner device (PTD) to perform by the first time, clinical diagnostics with colorimetric detection and microfluidic transport by capillary action. A conventional digital camera, a cellphone camera, an optical microscope, and a scanner mode from a multifunction printer were evaluated for using as colorimetric detector. In order to study the analytical performance it was used a platform containing nine detection zones directly printed on a polyester film. It has been observed that all electronic devices studied could be applied as colorimetric detector. However, the scanner exhibited the best performance on the control of two problems often observed in the images acquisition, which are related to the ambient light and focus. Due to the best results, the analytical feasibility of the scanner was evaluated for the determination of Fe2+ in drugs samples by using the 1,10-phenanthroline method. The data were compared to results achieved by a reference spectrophotometric method. Based on a statistical analysis, it was not been found significance differences (P=0,05). Afterwards, the scanner was chosen to monitor the colorimetric response of clinical assays regarded to the detection of glucose, total protein, cholesterol, and triglycerides on a PTD. The proposed device exhibited good inter and intra-device reproducibility (relative standard deviation values lower than 6%). A semi-quantitative analysis of glucose, total protein, and cholesterol in an artificial serum sample provided results similar to the data provide by the supplier. The shelf life of PTDs was evaluated in a period of five days, using the glucose assay at three different temperature: 10 ºC, 25 ºC e 40 ºC. The shelf life was estimated to be c.a. three days, taking into account that in this period there was a lost of 50% in the mean color intensity. Lastly, it was observed that the addition of a disaccharide (trehalose) ensures the enzymatic stability at the different temperatures during five consecutive days. The cost of a PTD has been estimated to be ca. R$ 0.40 taking into account the fabrication process. / O presente trabalho descreve a construção de dispositivos em poliéster-toner (DPTs) minimamente instrumentados para conduzir, pela primeira vez, diagnósticos clínicos utilizando detecção colorimétrica e transporte microfluídico com ação capilar. Uma câmera digital convencional, uma câmera de celular, um microscópio óptico e o modo scanner de uma impressora multifuncional foram avaliados como detectores colorimétricos. No estudo do desempenho analítico utilizou-se uma plataforma com nove zonas de detecção impressas diretamente em uma folha de poliéster. Todos os dispositivos eletrônicos avaliados podem ser aplicados como detector colorimétrico. Entretanto, o scanner demonstrou facilidade no controle dos dois problemas que dificultam a aquisição das imagens: quantidade de luz do ambiente e foco. Frente a essa facilidade, realizou-se um estudo comparando o desempenho analítico do scanner em relação a um espectrofotômetro, utilizando a determinação de Fe2+ pelo método da 1,10- fenantrolina. Cálculos estatísticos foram realizados e não foram observadas diferenças significativas entre o desempenho analítico dos equipamentos (P=0,05). Após, a avaliação do desempenho analítico, o scanner foi escolhido para monitorar a resposta colorimétrica dos ensaios clínicos de glicose, proteínas totais, colesterol e triglicerídeos, usando os DPTs. O dispositivo proposto apresentou boa repetibilidade inter e intra-dispositivos com desvio padrão relativo abaixo de 6%. Uma análise semi-quantitativa para glicose, proteínas totais e colesterol foi conduzida utilizando uma amostra de soro humano artificial. Os níveis de concentração encontrados estavam de acordo com os dados fornecidos pelo fabricante. O tempo de meia-vida dos DPTs foi avaliado ao longo de cinco dias, utilizando o ensaio para glicose em diferentes temperaturas: 10 ºC, 25 ºC e 40 ºC. A meia-vida dos DPTs foi estimado em três dias, considerando que nesse período houve um decréscimo de 50% na intensidade média de pixels, da cor desenvolvida. Observou-se que a adição de um dissacarídeo (trealose) assegurou a estabilidade enzimática em diferentes temperaturas ao longo de cinco dias consecutivos. O custo total de um DPT, considerando o processo de fabricação, foi estimado em R$ 0,40.

Um grande crescimento no interesse por microdispositivos eletroforéticos tem sido observado nos últimos anos. Vantagens atrativas como baixo consumo de reagentes e diminutos tempos de analise são verificados. Microdispositivos fabricados usando toner de impressora e folhas de transparência (poliéster) vem a somar valores como baixo custo e simplicidade de confecção à técnica de micro-separação eletroforética. Entretanto, a aplicação analítica utilizando esse tipo de microdispositivo tem sido pouco explorada. <br />Neste trabalho o uso de microchips eletroforéticos fabricados em poliéster-toner (PT) é utilizado para a determinação simultânea do herbicida glifosato e seu maior metabólito, AMPA (ácido aminometilfosfônico). Em um primeiro momento, o trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia no qual utiliza condutometria sem contato (C4D) como sistema de detecção, aliada à separação eletroforética em microchips de PT. Vários parâmetros que regem uma boa confiabilidade analítica, tanto quanto otimizam a sensibilidade do sistema foram avaliados. <br />Em um segundo momento, ainda aliada à microchips de PT, a técnica de cronoamperometria foi utilizada como sistema de detecção. Nessa etapa do projeto estudos eletroquímicos foram inicialmente realizados em eletrodos convencionais de ouro e cobre, buscando averiguar qual metal apresenta maior sensibilidade para o herbicida glifosato. Tendo o metal cobre como melhor escolha, eletrodos planares foram construídos a partir da combinação das tecnologias da produção de máscaras de toner, e placas de circuito impresso como fonte de cobre. <br />Em ambas as metodologias desenvolvidas, picos bem resolvidos foram encontrados para os analitos em estudo. Tempos menores que 80 s foram gastos entre o processo de separação e detecção; uma boa repetibilidade também foi encontrada. Os valores de limite de detecção (LD) utilizando C4D foram 60,8 e 74,8 &micro;mol L-1 para glifosato e AMPA respectivamente. Como esperado, menores valores de LD foram obtidos na detecção amperométrica, com 1,88 &micro;mol L-1 para glifosato e 16,45 &micro;mol L-1 para AMPA. A aplicabilidade dos métodos foi verificada através da analise do herbicida e seu metabólito em amostras de água. Etapas de derivatização e pré-concentração off-line não foram usadas nesse trabalho, dessa forma os dois métodos desenvolvidos apresentaram como principais vantagens o extremo baixo custo, e a simplicidade de uso. / A large increase in interest in electrophoretic microdevices has been observed in recent years. Advantages attractive as low reagent consumption and low analytical time are checked. Microdevices fabricated using printer toner and polyester transparency sheets are the sum values as low cost and simplicity of the technique of making micro-electrophoretic separation. However, the analytical application using this type of microdevice has been little explored. <br />In this work the use of microchip electrophoresis fabricated on polyester-toner (PT) is used for the simultaneous determination of the herbicide glyphosate and its major metabolite, AMPA (aminomethylphosphonic acid). In a first moment, the work presents the development of a methodology in which the use capacitively coupled contactless conductivity detection (C4D) for determination of analytes is employed, coupled with electrophoretic separation in PT microchips. Several parameters that govern a good analytical reliability and with the intuit of optimizing the sensitivity of the system were evaluated. <br />In a second time and still allied to the PT microchips, the technique of chronoamperometry was used for detection. Electrochemical studies were initially conducted in conventional electrodes of gold and copper, looking for determine which metal is more sensitive to detect the herbicide glyphosate. Having the best choice planar copper electrodes were constructed from a combination of technologies for the production of toner masks, and printed circuit boards. <br />In both, C4D and chronoamperometric detection methodologies, well-resolved peaks were found for the glyphosate and AMPA. Time analysis of less than 80s were found including the separation and detection processes, and a good analytical repeatability was also found. The limits of detection (LOD) using C4D were 60,8 and 74,8 &micro;mol L-1 respectively for glyphosate and AMPA. As expected, lower LOD were obtained in the amperometric detection methodology, 1.9 &micro;mol L-1 for glyphosate, and 16.5 &micro;mol L-1 for AMPA. The applicability of the methods was tested by analyzing the herbicide and its metabolite in fortified water samples. Steps of derivatization and preconcentration off-line were not applied in this work, so the two methods showed as main advantages very low cost and time analysis, and simplicity of application.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Ellen Flavia Moreira Gabriel.pdf: 2924463 bytes, checksum: 2deba73f4b3e77c8048963a8bf154ce3 (MD5) Previous issue date: 2012-08-06 / Este trabalho descreve a fabricação de microssistemas eletroforéticos (MSE) de poliéster-toner (PT) e um estudo sobre o melhoramento do desempenho analítico destes dispositivos. Os MSE de PT foram produzidos utilizando dois filmes de transparência de fabricantes distintos (3M e Filipaper). Além disso, este trabalho relata uma melhor compreensão da geração do fluxo eletrosmótico (FEO) bem como a influência de alguns parâmetros, incluindo as dimensões do microcanal (largura e profundidade), o modo de injeção e da adição de solvente orgânico ao tampão de corrida. O desempenho analítico dos microchips de PT foi investigado utilizando o sistema de detecção condutométrica sem contato capacitivamente acoplada (C4D) e cátions inorgânicos como analitos modelo. Estes dispositivos apresentaram valor de FEO (3,4 ± 0,2) &#61620;10-4 cm2 V-1 s-1 com boa estabilidade ao longo de 25 corridas consecutivas. Verificou-se que a magnitude EOF depende da dimensão do canal, ou seja, canais mais largos e de menor profundidade apresentam maior valor de FEO. A eficiência de separação encontrada foi de até 50.000 pratos/m para a separação dos cátions inorgânicos. Os limites de detecção (LD) encontrados para K+, Na+ e Li+ foram de 4,2, 7,3 e 23 &#956;M, respectivamente. Além disso, observou-se que um único dispositivo pode ser utilizado por até três dias consecutivos. Todos os melhoramentos encontrados permitiu a detecção de cátions inorgânicos em amostras reais, como bebida energética e um mistura farmacêutica. Além do uso do toner convencional, este trabalho descreve pela primeira vez o uso do toner pigmentado como material estrutural na produção dos MSE de PT. Os diferentes tipos de toner foram caracterizados pelas técnicas de análise elementar, espectroscopia dispersiva de raios-X (EDS), espectroscopia de Infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA), e medidas perfilométricas. Além disso, a resistência elétrica, a influência do pH sobre o FEO e o desempenho analítico de cada dispositivo colorido foi avaliado. Todos esses parâmetros foram comparados aos MSE de PT fabricados com toner convencional. Baseados nos dados encontrados, pode-se concluir que os dispositivos fabricados com impressora policromática (IPC) apresentaram melhor desempenho analítico. Essa melhora está associada à composição química de cada cartucho de toner, o qual influência diretamente na magnitude do FEO. Além disso, foi encontrado que o desempenho analítico também foi influenciado pelo processo de impressão. Quando comparada à impressora monocromática, a IPC produz dispositivos com superfícies mais uniformes e de menor rugosidade.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-08-25T18:05:35Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thiago Dadalto Gimenez - 2016.pdf: 1825933 bytes, checksum: 5a60bb7603f0e0d32606fdd6c1e83d47 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-08-26T11:38:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thiago Dadalto Gimenez - 2016.pdf: 1825933 bytes, checksum: 5a60bb7603f0e0d32606fdd6c1e83d47 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-26T11:38:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thiago Dadalto Gimenez - 2016.pdf: 1825933 bytes, checksum: 5a60bb7603f0e0d32606fdd6c1e83d47 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-24 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Miniaturized analytical systems have been successfully used in many analytical and bioanalytical applications. In the field of clinical diagnoses, microfluidic devices can make analyses become faster, cheaper and more sensitive, and can also enable the performance of point-of-care tests. Diagnoses based in molecular biology techniques can be divided in three main steps (nucleic acid extraction, amplification and detection), and all these steps can be adapted for microscale. Here, we report the development of RNA analytical methods in disposable microdevices that may be further used in a micro total analysis system (μTAS). Analytical methods were developed for dengue virus detection, to enable RNA based molecular diagnoses in low cost devices. RNA extraction was carried out through a dynamic solid phase extraction (dSPE) methodology, by using magnetic silica particles. Extraction process occurs by performing three steps: RNA adsorption to the magnetic silica particles surface, washing of the beads and elution of purified RNA. PeT microchips used for RNA extraction were produced by printing, cutting and lamination of polyester films. Microchannels were 18 mm length and 1.2 mm width, and the volume of channels were 6.0 μL. High quality RNA, amplifiable by the reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) and reverse transcription loopmediated isothermal amplification (RT-LAMP), was obtained by dSPE. In addition to RNA extraction, the RNA detection by RT-LAMP in PeT devices was also demonstrated in this work. Amplified products were separated in agarose gel or detected by naked eye visualization after addition of fluorescent intercalant substances. The success of RNA extraction and amplification by RT-LAMP demonstrates the potential of PeT microdevices in performing molecular diagnosis for detection of pathogens whose genome is consisted by RNA. / Os sistemas analíticos miniaturizados vêm sendo utilizados com sucesso em muitas aplicações analíticas e bioanalíticas. No campo de diagnósticos clínicos, dispositivos microfluídicos podem tornar as análises mais rápidas, baratas, sensíveis, além de possibilitar a realização de exames no point-of-care. Diagnósticos baseados em técnicas de biologia molecular podem ser divididos em três etapas (extração, amplificação e detecção do ácido nucleico), sendo que todas essas etapas podem ser adaptadas para microescala. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de métodos de análises de RNA em microdispositivos descartáveis que podem futuramente ser associados em microssistemas para análises totais (μTAS). As metodologias foram desenvolvidas para detecção do vírus dengue, a fim de possibilitar diagnósticos moleculares baseados em RNA viral em dispositivos de baixo custo e com as vantagens associadas à microfluídica. Para a extração do RNA utilizou-se uma metodologia de extração dinâmica em fase sólida (dSPE), com a utilização de partículas magnéticas de sílica. O processo de extração ocorre através da realização de três etapas: adsorção do RNA na superfície das partículas magnéticas de sílica, lavagem das partículas e eluição do RNA purificado. Os microchips de PeT utilizados na extração foram fabricados por impressão, corte dos canais e laminação dos filmes de poliéster. As dimensões dos canais foram 18 mm de comprimento e 1,2 mm de largura, sendo que o volume dos canais foi de 6,0 μL. RNA de alta qualidade, amplificável via reação em cadeia da polimerase pós transcrição reversa (RT-PCR) e amplificação isotérmica mediada por loop pós transcrição reversa (RT-LAMP), foi obtido através da dSPE. Além da extração do RNA, a detecção de RNA via RT-LAMP em dispositivos de PeT também foi demonstrada neste trabalho. Os produtos amplificados foram separados em gel de agarose ou visualizados a olho nu através da adição de intercaladores fluorescentes. O sucesso da extração de RNA e da amplificação via RT-LAMP demonstram o potencial dos microdispositivos de PeT na realização de diagnósticos moleculares para detecção de patógenos cujo genoma consiste de RNA.

O desenvolvimento de dispositivos microfluídicos biomiméticos, \"órgãos-em-chip\", tem permitido melhores respostas em ensaios que carecem de uma correlação fisiológica mais próxima da in vivo. Explorando as tecnologias da microfluídica e microfabricação, esses dispositivos recapitulam aspectos específicos de estruturas e funções dos órgãos. Ainda, os avanços obtidos em culturas tridimensionais de células, modelos de matrizes extracelulares e tecnologias direcionadas às células tronco, têm consolidado os órgãos-em-chip como uma ferramenta fundamental para a compreensão de diversas respostas biológicas do corpo humano frente às aplicações biomédicas, farmacêuticas, químicas e ambientais. Com os avanços da nanotecnologia e ciência dos materiais, inúmeros progressos têm sido alcançados na farmácia e na medicina. Devido à redução da escala, propriedades que se diferenciam substancialmente daquelas encontradas na escala macro são obtidas. As nanopartículas de dióxido de titânio (NPs TiO2) têm apresentado múltiplas aplicações na medicina e na indústria. Em vista disso, faz-se necessário a investigação dos efeitos tóxicos dessas nanopartículas, seja na saúde ou no meio ambiente. É bem documentado que as NPs TiO2 podem chegar à corrente sanguínea e alcançar vários órgãos, causando reações inflamatórias e interações celulares que podem ser patogenicamente relevantes. Assim, o presente trabalho propõe o estudo dos efeitos das NPs TiO2 em células endoteliais (HUVEC) cultivadas em um dispositivo microfluídico fabricado em poliéster-toner (PT), uma tecnologia simples que alia rapidez e baixo custo de produção. A viabilidade do uso dos microchips de PT foi avaliada por meio do teste MTT e produção de NO e verificou-se serem adequados para a cultura de células endoteliais. As células no sistema microfluídico foram expostas às NPs TiO2, e os resultados comparados a um sistema estático (placas de cultura de células) submetido às condições semelhantes. Os sobrenadantes de ambos os sistemas foram utilizados para determinação da produção de VEGF-A. Ademais, foram avaliadas a produção de aníon superóxido e a indução de apoptose. Os resultados esclarecem os mecanismos de toxicidade das NPs TiO2 e são correlacionados com as patologias que eventualmente estão associadas a esses efeitos. Por meio deste estudo, demonstrou-se o grande potencial dos microchips de PT para estudos em biologia celular, os quais podem fornecer a base para ensaios pré-clinicos com maior poder preditivo, alternativos ao uso de animais e cobaias na pesquisa científica. / The development of biomimetic microfluidic devices, \"organ-on-chips\", has allowed better responses in assays that need a closer in vivo physiological correlation. Exploring the technologies of microfluidics and microfabrication, these devices recapitulate specific aspects of structures and functions of the organs. In addition, the progress made in 3D cell cultures, extracellular matrix models, and stem cells technologies, have consolidated the organ-on-chips as a key tool for understanding various biological responses of the human body in face of biomedical, pharmaceutical, chemical, and environmental applications. With the advances in nanotechnology and materials science, much progress has been made in pharmacy and medicine. Due to the scale reduction, properties that differ substantially from those found on the macro scale are obtained. Titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) have found many applications in medicine and industry. In view of this fact, it is necessary to investigate the toxic effects of nanoparticles, either on health or in the environment. It has been well documented that TiO2 NPs can reach the bloodstream and affect various organs, causing inflammatory reactions and cellular interactions that can be pathogenetically relevant. Thus, this work proposes the study of the effects of TiO2 NPs in endothelial cells (HUVEC) cultured in a microfluidic device made of polyester toner (PT), a simple technology that combines speed and low cost of production. The viability of the use of PT microchips was evaluated by MTT assay and production of NO and we found that it is suitable for culturing of endothelial cells. The HUVEC in the microfluidic system were exposed to TiO2 NPs and the results compared to a static system (cell culture plates) subjected to similar conditions. Supernatants from both systems were used for determining the production of the VEGF-A. Furthermore, we have evaluated superoxide anion production and induction of apoptosis. The results clarify the mechanisms of toxicity of NPs TiO2 and are correlated with the pathologies that eventually are associated with these effects. Through this study, we demonstrated the great potential of PT microchips for studies in cell biology, which may provide the basis for pre-clinical trials with greater predictive power, alternative to the use of animals in scientific research.

O uso da microfluídica na área de análises genéticas possibilita não apenas a diminuição de custos, mas também menor manipulação de amostras e reagentes e ainda maior portabilidade das análises. Com isso aumenta a possibilidade da sua utilização em locais remotos, sem a infraestrutura de um laboratório bem equipado. Dispositivos capazes de usar apenas a força centrifuga para movimentação de fluidos juntamente com a utilização de válvulas passivas para controle dos fluidos pode potencializar a sua utilização nos diagnósticos Point-of-Care. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um microdispositivo descartável de poliéster para análises genéticas, visando a extração e amplificação do DNA alvo, de forma rápida, barata, integrada e automatizada. Os resultados confirmam a viabilidade dos dispositivos poliéster-toner (PeT) e poliéster-fita dupla face (PeDF) automatizados de extração, obtendo por meio da extração dinâmica em fase sólida de amostras complexas, DNA com qualidade compatível à técnica da reação em cadeia de polimerase (PCR). Esses resultados foram confirmados por meio da amplificação por PCR dos genes &beta;-globina nas amostras de sangue e urina, e o gene malB nas amostras de Escherichia coli. Também foi confirmado a compatibilidade dos dispositivos de PeT para amplificação por PCR mediado por infravermelho (IV-PCR) do gene malB presente no DNA genômico de bactéria E. coli. Por fim, os dispositivos de extração e amplificação foram interligados para obtenção de um dispositivo integrado e automatizado formado pela combinação de dispositivos fabricados com diferentes filmes e métodos, PeT e PeDF. O controle de todas as soluções no interior dos dispositivos foi realizado por meio da força centrífuga combinada a válvulas passivas, sem qualquer necessidade de equipamento adicional. Portanto, podemos concluir que o dispositivo integrado PeDF - PeT possui grande potencial para aplicações em análises genéticas de forma mais barata, portátil e com menor manipulação das amostras pelo analista. / The development of microfluidics for genetic analysis allows not only cost reduction but also reduces sample and reagents handling, and increases the chances of a portable analysis. With this, increasing the possibility to use the techniques on remote places without the infrastructure of an equipped laboratory. Microdevices capable of using the centrifugal force in combination with passive valves to fluidic control can promote Point-of-Care analysis. The primary goal of this thesis was to associate these tools for the development of a disposable microdevice for genetic analysis, aiming faster, inexpensive, integrated and automated DNA extraction and amplification. The results confirmed the viability of PeT and PeDF automated microdevices, for DNA dynamic solid phase extraction, in providing high-quality DNA compatible to PCR analysis using complex samples. These results were confirmed by the &beta;-globin PCR amplification using blood and urine samples, and the malB gene amplification in Escherichia coli samples. We have also verified the compatibility of the PeT microdevices with IV-PCR for malB gene amplification in genomic E. coli DNA. The extraction and amplification modules were interconnected to obtain an integrated and automated microdevice by the combination of devices made with different films and microfabrication methods, PeT and PeDF. The fluidic control in the devices was made using the centrifugal force combined to passive valves, with no requirement of any extra equipment. Therefore, we can conclude that the integrated PeDF - PeT microdevice has a great potential for cheaper and portable genetic analysis application, with less operator manipulation.

O uso da microfluídica na área de análises genéticas possibilita não apenas a diminuição de custos, mas também menor manipulação de amostras e reagentes e ainda maior portabilidade das análises. Com isso aumenta a possibilidade da sua utilização em locais remotos, sem a infraestrutura de um laboratório bem equipado. Dispositivos capazes de usar apenas a força centrifuga para movimentação de fluidos juntamente com a utilização de válvulas passivas para controle dos fluidos pode potencializar a sua utilização nos diagnósticos Point-of-Care. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um microdispositivo descartável de poliéster para análises genéticas, visando a extração e amplificação do DNA alvo, de forma rápida, barata, integrada e automatizada. Os resultados confirmam a viabilidade dos dispositivos poliéster-toner (PeT) e poliéster-fita dupla face (PeDF) automatizados de extração, obtendo por meio da extração dinâmica em fase sólida de amostras complexas, DNA com qualidade compatível à técnica da reação em cadeia de polimerase (PCR). Esses resultados foram confirmados por meio da amplificação por PCR dos genes &beta;-globina nas amostras de sangue e urina, e o gene malB nas amostras de Escherichia coli. Também foi confirmado a compatibilidade dos dispositivos de PeT para amplificação por PCR mediado por infravermelho (IV-PCR) do gene malB presente no DNA genômico de bactéria E. coli. Por fim, os dispositivos de extração e amplificação foram interligados para obtenção de um dispositivo integrado e automatizado formado pela combinação de dispositivos fabricados com diferentes filmes e métodos, PeT e PeDF. O controle de todas as soluções no interior dos dispositivos foi realizado por meio da força centrífuga combinada a válvulas passivas, sem qualquer necessidade de equipamento adicional. Portanto, podemos concluir que o dispositivo integrado PeDF - PeT possui grande potencial para aplicações em análises genéticas de forma mais barata, portátil e com menor manipulação das amostras pelo analista. / The development of microfluidics for genetic analysis allows not only cost reduction but also reduces sample and reagents handling, and increases the chances of a portable analysis. With this, increasing the possibility to use the techniques on remote places without the infrastructure of an equipped laboratory. Microdevices capable of using the centrifugal force in combination with passive valves to fluidic control can promote Point-of-Care analysis. The primary goal of this thesis was to associate these tools for the development of a disposable microdevice for genetic analysis, aiming faster, inexpensive, integrated and automated DNA extraction and amplification. The results confirmed the viability of PeT and PeDF automated microdevices, for DNA dynamic solid phase extraction, in providing high-quality DNA compatible to PCR analysis using complex samples. These results were confirmed by the &beta;-globin PCR amplification using blood and urine samples, and the malB gene amplification in Escherichia coli samples. We have also verified the compatibility of the PeT microdevices with IV-PCR for malB gene amplification in genomic E. coli DNA. The extraction and amplification modules were interconnected to obtain an integrated and automated microdevice by the combination of devices made with different films and microfabrication methods, PeT and PeDF. The fluidic control in the devices was made using the centrifugal force combined to passive valves, with no requirement of any extra equipment. Therefore, we can conclude that the integrated PeDF - PeT microdevice has a great potential for cheaper and portable genetic analysis application, with less operator manipulation.