Orientador: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor / Banca: Marcos Roberto de Vasconcelos Lanza / Banca: André Luiz dos Santos / Resumo: O presente trabalho mostra o desenvolvimento do primeiro biossensor descrito na literatura para determinação de antibióticos β-lactâmicos, usando pasta de carbono modificada com a enzima β-lactamase, e sua aplicação em amostras de leite de vaca in natura. A partir de estudos prévios de otimização da preparação do biossensor, o grafite em pó foi ativado com carbodiimida para permitir a ligação covalente da enzima β-lactamase que, junto com o mediador de elétrons ftalocianina de cobalto ofereceram variações na corrente catódica na presença da penicilina G, sendo esta escolhida para representar os antibióticos β-lactâmicos. Utilizando este procedimento para a construção dos biossensores, foi possível registrar voltamogramas cíclicos e amperogramas que permitiram quantificar a benzilpenicilina (penicilina G) em condições de análise também otimizadas, que incluíram estudo da quantidade de mediador na pasta; o pH, tipo e concentração do eletrólito usado para realização das medidas e o potencial aplicado na amperometria. Com o método otimizado foi possível detectar penicilina G em amostras de leite in natura, fortificadas com o antibiótico, com alta exatidão (erro relativo de 1%) e boa precisão (desvio padrão relativo de 8,3%, n = 3), mostrando que o biossensor desenvolvido é uma ferramenta promissora para detecção de penicilinas, e que ao serem realizados mais estudos para diminuir seu limite de quantificação, poderá se tornar uma um método de análise alternativo aos kits comerciais existentes / Abstract: This work describes the development of the first biosensor described in the literature for the determination of β-lactam antibiotics using a carbon paste electrode modified with the enzyme β-lactamase, and its application in samples of fresh cow's milk. After optimizing the biosensor preparation procedure, the graphite powder was activated with carbodiimide to allow covalent binding of the enzyme β-lactamase, which together with the electron mediator, cobalt phthalocyanine, offered variations in cathodic currents in the presence of penicillin G, which was chosen as representative of the β-lactam antibiotics. Using this procedure for the construction of biosensors, it was possible to record cyclic voltammograms and amperograms that enabled quantification of benzylpenicillin (penicillin G) under analytical conditions that had been optimized in terms of the amount of mediator in the paste, the pH, the type and concentration of the electrolyte used in the measurements, and the applied amperometric potential. With the optimized method, it was possible to detect penicillin G in samples of fresh milk fortified with the antibiotic, with high accuracy (error of 1%) and adequate precision (RSD of 8.3%, n=3), demonstrating that the proposed biosensor is a promising tool for the detection of penicillins. Once quantitation limits have been further improved, the analytical method could become an alternative to existing commercial kits / Mestre

Orientador: Marcos Fernando de Souza Teixeira / Coorientador: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Orlando Fatibello Filho / Banca: Homero Marques Gomes / Resumo: O intuito desta pesquisa foi caracterizar eletrodos quimicamente modificados (EQM) pela formação de monocamadas auto-organizadas (SAM) com os tióis (11- mercaptoundecil)-N',N'',N'''-trimetilamônio e 6-(ferrocenil)hexanotiol sobre a superfície do eletrodo de ouro. E, ainda, verificar seu comportamento de transferência eletrônica com solução de hexacianoferrato(II) e (III) e sua aplicação como biossensor para glicose. As monocamadas auto-organizadas vêm sendo comumente usadas devido ao seu comportamento homogêneo, o que confere ao eletrodo maior sensibilidade e reprodutibilidade, tornando-se possível desenvolver eletrodos para vários fins e aplicações. Neste trabalho, foram estudadas as monocamadas formadas a partir dos tióis (11-mercaptoundecil)-N',N'',N'''- trimetilamônio e 6-(ferrocenil)hexanotiol. A caracterização eletroquímica e morfológica das monocamadas auto-organizadas foi realizada através da voltametria cíclica e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. Foi notado que as monocamadas mistas na proporção (1:2) apresentaram maior efeito catalítico, uma vez que se obtiveram maiores sinais analíticos, através do incremento das correntes anódicas e catódicas. A viabilidade da molécula de hexacianoferrato (III) foi verificada através da troca iônica destas moléculas eletroativas com as monocamadas auto-organizadas. Para a aplicação dos eletrodos modificados com monocamadas como biossensor para glicose, optou-se pela modificação na proporção (1:2) de (11-mercaptoundecil)-N',N'',N'''-trimetilamônio e 6- (ferrocenil)hexanotiol, respectivamente, assim como a utilização do mediador hexacianoferrato pré-concentrado por troca iônica durante 2 horas, em virtude que, neste tempo ocorreu uma maior concentração de espécies eletroativas sobre a superfície do ouro, tendo como favorecido o processo de transferência eletrônica. A construção do biossensor .. / Abstract: The purpose of this research was to characterize chemically modified electrodes (CME) by the formation of self-assembled monolayers (SAMs) with thiols (11- mercaptoundecyl)-N',N'',N'''trimethylammonium and 6-(ferrocenyl)hexanethiol on the surface of gold electrode. And also verify their behavior of electron transfer in solution with hexacyanoferrate (II) and (III) and its application as a biosensor for glucose. The self-assembled monolayers have been commonly used due to its homogenous, which gives the electrode higher sensitivity and reproducibility, becoming possible to develop electrodes for various purposes and applications. In this research, it was studied the monolayers formed from the thiols (11-mercaptoundecyl)- N',N'',N'''trimethylammonium and 6-(ferrocenyl)hexanethiol. Electrochemical and morphological characterization of self-assembled monolayers were performed using cyclic voltammetry and scanning electron microscopy, respectively. The electrochemical characterization of the different SAMs under study occurred in a solution of 0.10 mol L-1 hexacyanoferrate(II) and (III) potassium, verifying the electronic transfer mechanisms involved. It was noted that the self assembled monolayers in proportion (1:2) showed higher catalytic effect, since obtained higher analytical signals by increasing the anodic and cathodic currents. The viability of the hexacyanoferrate (III) molecule was verified by ion exchange these electroactive molecules with self-assembled monolayers. For the application of electrodes modified with monolayers as a biosensor for glucose, we opted for the change in the ratio (1:2) of (11-mercaptoundecyl)-N',N'',N'''trimethylammonium and 6- (ferrocenyl)hexanethiol, respectively, as well as the use of pre-concentrated by ion exchange mediator hexacyanoferrate for 2 hours, because that, this time there was a greater concentration of electroactive species on the surface of gold having favore / Mestre

O presente trabalho buscou investigar a formação da placa de aterosclerose através de caracterização da autofluorescência do tecido e do plasma na presença de marcadores fluorescentes. Para realizar o estudo, coelhos foram divididos em dois grupos: um grupo controle onde os animais foram submetidos a uma dieta normal e um grupo experimental onde os animais foram submetidos a uma dieta hipercolesterolêmica. Foram realizadas duas experimentações animais: na primeira os animais foram sendo eutanasiados ao longo do experimento e suas artérias foram coletadas. Na segunda os animais foram acompanhados por no máximo 80 dias. Durante o experimento apenas o sangue foi coletado e os animais foram eutanasiados no final do experimento. Dois marcadores fluorescentes foram utilizados no trabalho: o complexo európio-clorotetraciclina (EuCTc) e o corante tioflavina T (ThT). Analisouse inicialmente a fluorescência dos marcadores na presença do plasma dos coelhos tanto para o grupo controle, quanto para o grupo experimental em função dos tempos de dieta. Para o complexo EuCTc observou-se duas bandas de emissão, com excitação em 400 nm, uma característica da clorotetraciclina, em 515 nm e uma em 617 nm característica do íon európio. A análise da banda do íon európio indicou um incremento da banda de emissão do complexo na presença do plasma do grupo experimental em relação ao grupo controle. Para o corante ThT também foi observado um aumento na banda de emissão em 480 nm, com excitação em 413 nm, para o grupo experimental em comparação com o grupo controle. A potencialidade de utilização do complexo EuCTc e EuCTcMg (EuCTc na presença do íon magnésio) para marcação da placa de aterosclerose nas artérias, foi estudada através da análise de microscopia de fluorescência. Observou-se que a emissão do complexo melhora muito a visualização da placa quando comparada com a autofluorescência. Observou-se, através de microscopia de tempo de vida de fluorescência, que há uma transferência de energia entre os fluoróforos presentes na placa e os complexos EuCTc e EuCTcMg. Essa transferência de energia ocasionou em uma diminuição drástica no tempo de vida de fluorescência dos fluoróforos nessa região. Por fim, estudou-se a geração de segundo harmônico do colágeno na placa de aterosclerose, sendo obtidas diferenças na quantidade e organização do colágeno para os diferentes grupos experimentais. / This study aimed to investigate the formation of atherosclerotic plaque by the characterization of the autofluorescence of the tissue and plasma in the presence of fluorescent markers. For this study, rabbits were divided into two groups: a control group and an experimental group submitted to a hypercholesterolemic diet. The animal experimentation was performed twice, the first animals were being euthanized during the experiment and their arteries were collected. In the second experiment, the animals were followed for a maximum of 80 days and only during the experiment the blood was collected. The animals were euthanized at the end of experimentation. Two fluorescent markers were used in this study: europiumchlortetracycline complex (EuCTc) and the dye Thioflavin T (ThT). Firstly, it was analyzed the markers fluorescence in the presence of rabbits plasma for both, the control and the experimental groups with different diet times. For EuCTc complex, it was observed two bands of emission with excitation at 400 nm, first, a characteristic of chlortetracycline at 515 nm and at 617 nm characteristic of the europium ion. Analyzing only the band of europium ion, it was observed a greater increase of the complex in the presence of plasma in the experimental group. For ThT dye the emission band at 480 nm with excitation at 413 nm for the experimental group, in comparison with the control group. I was analysed the possibility to use EuCTc and EuCTcMg complex (EuCTc the Mg ion present) for marking the atherosclerotic plaque in arteries by fluorescence microscopy analysis. The results showed that the emission of the complex increase dramatically compared to the autofluorescence. Also, there was evidence of energy transfer between the fluorophores present of the plaque and EuCTc and EuCTcMg complex by fluorescence lifetime microscopy. This energy transfer generated a drastic decrease in the fluorescence lifetime of fluorophores. Finally, the generation of second harmonic of collagen in the atherosclerotic plaque was studied and it was obtained differences in the amount of collagen and organization in the different experimental groups.

Submitted by JOAO PEDRO CORREA DE CAMARGO null (joaoquimica1991@hotmail.com) on 2017-03-08T13:32:00Z No. of bitstreams: 1 Autoarquivamento da dissertação.pdf: 2161327 bytes, checksum: 64d6d1f91de22d90ab86fa2387b3aca1 (MD5) / Rejected by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: Incluir o número do processo de financiamento nos agradecimentos da dissertação/tese. Corrija esta informação e realize uma nova submissão com o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2017-03-13T13:22:20Z (GMT) / Submitted by JOAO PEDRO CORREA DE CAMARGO null (joaoquimica1991@hotmail.com) on 2017-03-13T14:49:42Z No. of bitstreams: 2 Autoarquivamento da dissertação.pdf: 2161327 bytes, checksum: 64d6d1f91de22d90ab86fa2387b3aca1 (MD5) Autoarquivamento da dissertação corrigido .pdf: 2162415 bytes, checksum: 64ada6268776f57730601f9cd0ffc35b (MD5) / Rejected by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: Foram submetidos 2 arquivos PDF’s, apenas 1 arquivo deve ser submetido. O arquivo PDF não deve estar protegido e a dissertação/tese deve estar em um único arquivo, inclusive os apêndices e anexos, se houver. Corrija estas informações e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2017-03-20T14:23:33Z (GMT) / Submitted by JOAO PEDRO CORREA DE CAMARGO null (joaoquimica1991@hotmail.com) on 2017-03-20T16:10:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertação completa.docx: 6454308 bytes, checksum: b72933356439a86761690793fb6f8b3e (MD5) / Rejected by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: A versão final da dissertação/tese deve ser submetida no formato PDF (Portable Document Format). O arquivo PDF não deve estar protegido e a dissertação/tese deve estar em um único arquivo, inclusive os apêndices e anexos, se houver. Por favor, corrija o formato do arquivo e realize uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2017-03-22T14:32:46Z (GMT) / Submitted by JOAO PEDRO CORREA DE CAMARGO null (joaoquimica1991@hotmail.com) on 2017-03-22T15:13:54Z No. of bitstreams: 1 Autoarquivamento da dissertação corrigido .pdf: 2162415 bytes, checksum: 64ada6268776f57730601f9cd0ffc35b (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-03-24T16:41:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 camargo_jpc_me_bot.pdf: 2162415 bytes, checksum: 64ada6268776f57730601f9cd0ffc35b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-24T16:41:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 camargo_jpc_me_bot.pdf: 2162415 bytes, checksum: 64ada6268776f57730601f9cd0ffc35b (MD5) Previous issue date: 2017-02-09 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Um novo biossensor foi desenvolvido baseado na simples eletrocodeposição do óxido de grafeno reduzido (rGO), polipirrol (PPy) e da enzima acetilcolinesterase (AChE) na superfície do eletrodo de platina (Pt). No intervalo de potencial -0,2 a +0,5 V vs. Ag/AgCl/KCl (3,0 mol L-1), utilizando voltametria de pulso diferencial (DPV), observou-se um processo em +0,1 V e este corresponde a dimerização dos produtos de oxidação eletroquímica da tiolcolina, formando ditio-bis-colina. O biossensor desenvolvido foi avaliado utilizando DPV na análise do pesticida carbaril, o qual inibe a ação da enzima AChE. Os melhores resultados obtidos foram com as seguintes condições otimizadas: 75 mV amplitude de pulso, incremento de potencial de 4 mV, e uma solução tampão fosfato (PBS) 0,2 mol L-1 pH 6,0. Usando tais parâmetros observou-se uma resposta linear para o carbaril no intervalo de 0,1 a 0,5 mol L-1, com um limite de detecção de 11,6 nmolL-1 (2,3 µg/kg), que é um limite adequado para determinar carbaril nas culturas em que este pesticida é aplicado considerando o limite máximo de resíduo permitido pelas legislações brasileiras. O biossensor proposto, Pt/rGO/PPy/AChE, foi aplicado com sucesso na determinação de carbaril em amostras de tomate e repolho. / A new biosensor was developed by a simple electrocodeposition of reduced graphene oxide (rGO), polypyrrole (PPy) and the enzyme acetylcholinesterase (AChE) on surface of platinum (Pt) electrode. In potential range of -0.2 to +0.5 V vs. Ag/AgCl/KCl (3.0 mol L-1), using differential pulse voltammetry (DPV), it was observed a process in + 0.1 V and this corresponds to the dimerization of electrochemical oxidation products of thiocholine, resulting in ditio-bis-choline. The biosensor developed was evaluated using DPV in the analysis of carbaryl, which inhibits the AChE enzyme action. The best results achieved were with the followings optimized conditions: 75 mV pulse amplitude, step potential of 4 mV, and a phosphate buffer solution (PBS) 0.2 mol L-1 and pH 6.0. Using these parameters was observed a linear response to carbaryl in a range of 0.1 to 0.5 µmol L-1, with a detection limit of 11.6 nmol L-1 (2.3 µg/kg), which is an appropriate limit for determination of carbaryl in the cultures which these pesticide is applied, considering the maximum reside limit allowed by Brazilian legislation. The biosensor proposed, Pt/rGO/PPy/AChE, was applied successfully in the determination of carbaryl in samples of cabbage and tomato. / FAPESP: 2015/02136-2

O presente trabalho buscou investigar a formação da placa de aterosclerose através de caracterização da autofluorescência do tecido e do plasma na presença de marcadores fluorescentes. Para realizar o estudo, coelhos foram divididos em dois grupos: um grupo controle onde os animais foram submetidos a uma dieta normal e um grupo experimental onde os animais foram submetidos a uma dieta hipercolesterolêmica. Foram realizadas duas experimentações animais: na primeira os animais foram sendo eutanasiados ao longo do experimento e suas artérias foram coletadas. Na segunda os animais foram acompanhados por no máximo 80 dias. Durante o experimento apenas o sangue foi coletado e os animais foram eutanasiados no final do experimento. Dois marcadores fluorescentes foram utilizados no trabalho: o complexo európio-clorotetraciclina (EuCTc) e o corante tioflavina T (ThT). Analisouse inicialmente a fluorescência dos marcadores na presença do plasma dos coelhos tanto para o grupo controle, quanto para o grupo experimental em função dos tempos de dieta. Para o complexo EuCTc observou-se duas bandas de emissão, com excitação em 400 nm, uma característica da clorotetraciclina, em 515 nm e uma em 617 nm característica do íon európio. A análise da banda do íon európio indicou um incremento da banda de emissão do complexo na presença do plasma do grupo experimental em relação ao grupo controle. Para o corante ThT também foi observado um aumento na banda de emissão em 480 nm, com excitação em 413 nm, para o grupo experimental em comparação com o grupo controle. A potencialidade de utilização do complexo EuCTc e EuCTcMg (EuCTc na presença do íon magnésio) para marcação da placa de aterosclerose nas artérias, foi estudada através da análise de microscopia de fluorescência. Observou-se que a emissão do complexo melhora muito a visualização da placa quando comparada com a autofluorescência. Observou-se, através de microscopia de tempo de vida de fluorescência, que há uma transferência de energia entre os fluoróforos presentes na placa e os complexos EuCTc e EuCTcMg. Essa transferência de energia ocasionou em uma diminuição drástica no tempo de vida de fluorescência dos fluoróforos nessa região. Por fim, estudou-se a geração de segundo harmônico do colágeno na placa de aterosclerose, sendo obtidas diferenças na quantidade e organização do colágeno para os diferentes grupos experimentais. / This study aimed to investigate the formation of atherosclerotic plaque by the characterization of the autofluorescence of the tissue and plasma in the presence of fluorescent markers. For this study, rabbits were divided into two groups: a control group and an experimental group submitted to a hypercholesterolemic diet. The animal experimentation was performed twice, the first animals were being euthanized during the experiment and their arteries were collected. In the second experiment, the animals were followed for a maximum of 80 days and only during the experiment the blood was collected. The animals were euthanized at the end of experimentation. Two fluorescent markers were used in this study: europiumchlortetracycline complex (EuCTc) and the dye Thioflavin T (ThT). Firstly, it was analyzed the markers fluorescence in the presence of rabbits plasma for both, the control and the experimental groups with different diet times. For EuCTc complex, it was observed two bands of emission with excitation at 400 nm, first, a characteristic of chlortetracycline at 515 nm and at 617 nm characteristic of the europium ion. Analyzing only the band of europium ion, it was observed a greater increase of the complex in the presence of plasma in the experimental group. For ThT dye the emission band at 480 nm with excitation at 413 nm for the experimental group, in comparison with the control group. I was analysed the possibility to use EuCTc and EuCTcMg complex (EuCTc the Mg ion present) for marking the atherosclerotic plaque in arteries by fluorescence microscopy analysis. The results showed that the emission of the complex increase dramatically compared to the autofluorescence. Also, there was evidence of energy transfer between the fluorophores present of the plaque and EuCTc and EuCTcMg complex by fluorescence lifetime microscopy. This energy transfer generated a drastic decrease in the fluorescence lifetime of fluorophores. Finally, the generation of second harmonic of collagen in the atherosclerotic plaque was studied and it was obtained differences in the amount of collagen and organization in the different experimental groups.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-02T20:43:30Z No. of bitstreams: 1 LaianeSouto.pdf: 1543926 bytes, checksum: b4812ad4c2c00b039863648640d563e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-02T20:43:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LaianeSouto.pdf: 1543926 bytes, checksum: b4812ad4c2c00b039863648640d563e8 (MD5) Previous issue date: 2016-12-13 / Microcystin (MC-LR) are a class hepatotoxins produced by cyanobacteria in surface water. scientific records show that the MC-LR, inhibits the action of intracellular proteins, alkaline phosphatases, but has also been proven to increase the enzyme acetylcholinesterase activity (AChE) by the MC-LR action. Therefore, this study aimed to develop biosensors amperometric based AChE enzyme for indirect detection of MC-LR. For construction of the working electrode, a powder graphite paste containing hidroxicetilcelulose (HEC), bovine serum albumin (BSA) and glutaraldehyde (Glu) was prepared. The slurry was incorporated into the AChE enzyme extracted bovine erythrocyte (EB) and electric eel (EE) as well as enzymes derived from Drosophila melanogaster was tested genetically modificadas.Também enzyme butyrylcholinesterase (BChE) obtained from human serum. A portion of the sensitive paste was deposited in the screen-printed sensor working electrode and performed characterization tests involving differential pulse voltammetry and cyclic voltammetry. cronoamperométricas readings were performed and the percentage built on activation curves (% RA) as a function of the concentration of MC-LR. Some operating conditions, such as working potential, electrochemical mediator, medium pH and substrate concentration, were optimized. enzyme activation assays showed that the EE-AChE enzyme showed best results percent relative activation (% RA) (> 10%), these values being directly proportional to the concentration of MC-LR. The biosensor developed proved accurate (CV ~ 8.32%), sensitive (Ld 0.27 μg .L-1 and LQ 0.91 μg .L-1) and accurate (recovery rates varying from 73 to 105%). The initial study proved to be the right biosensor to verify the presence of MC-LR in aquatic environments, this being then used in monitoring pollutant seven points of Bacanga River, an important aquatic ecosystem of San Luis, MA. The results indicated that there was no significant contamination. / Microcistinas (MC-LR) são uma classe de hepatotoxinas produzidas por cianobactérias em águas de superfície. Registros científicos comprovam que a MC-LR inibe a ação de proteínas intracelulares, as fosfatases alcalinas, mas também foi comprovado que sua ação aumenta a atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE). Portanto, esse trabalho objetivou desenvolver biossensores amperométricos à base da enzima AChE para detecção indireta da MC-LR. Para construção do eletrodo de trabalho, foi preparada uma pasta de grafite em pó contendo hidroxicetilcelulose (HEC), soroalbumina bovina (BSA) e glutaraldeído (Glu). A pasta foi incorporada às enzimas AChE extraídas do eritrócito bovino (EB) e da enguia elétrica (EE), bem como enzimas geneticamente modificadas extraídas da Drosophila melanogaster. Também foi testada a enzima butirilcolinesterase (BChE) obtida de soro humano. Uma porção da pasta sensivel foi depositada no eletrodo de trabalho de sensores serigrafados, e realizados testes de caracterização envolvendo voltametria de pulso diferencial e voltametria cíclica. Leituras cronoamperométricas foram realizadas, em seguida, construídas curvas da ativação relativa percentual (AR%) em função da concentração da MC-LR. As seguintes condições operacionais: potencial de trabalho, mediador eletroquímico, pH do meio e concentração do substrato, foram otimizadas. Os ensaios de ativação enzimática revelaram que a enzima AChE (EE) apresentou melhores resultados de ativação relativa percentual (AR %) (>10%), sendo esses valores diretamente proporcionais à concentração da MC-LR. O biossensor desenvolvido mostrou-se preciso Coeficiente de Variação (CV ~ 8,32%), sensível Limite de detecção e Quantificação (LD 0,27 μgL-1 e LQ 0,91 μgL-1) e exato (índices de recuperação variando de 73 a 105%). O estudo revelou ser o biossensor adequado à verificação da presença de MC-LR em ambientes aquáticos, tendo sido este então utilizado no monitoramento do poluente em sete pontos do Rio Bacanga, um importante ecossistema aquático de São Luis, MA. Os resultados indicaram não haver uma importante contaminação desse poluente nas áreas investigadas.

Neste trabalho são elaborados biossensores para a detecção amperométrica de glicose. Para isso, imobilizou-se a enzima glicose oxidase em matrizes de polímeros condutores. Foram construídos sensores utilizando-se poli(pirrol) e poli(N-metilpirrol). Com o objetivo de substituir o oxigênio molecular na etapa de transdução do sinal, o ferroceno foi incorporado dentro do polímero condutor. Para isso, os polímeros foram elaborados utilizando misturas água-etanol como meio de polimerização. A inclusão do ferroceno no sensor resulta em maior sensibilidad à glicose (4,33 µA Mm-1 cm-2 para o biossensor preparado a partir da mistura água-etanol contendo o ferroceno e de 0,23 µA mM-1 cm-2 para o sensor sem ferroceno ). Por outro lado, permite o funcionamento do sensor a potenciais menores que no caso do sensor sem ferroceno (0,4 V para o sensor com ferroceno vs. 0,65 V para o caso sem ferroceno). O deslocamento do potencial de detecção para valores menos positivos não foi suficiente para evitar as interferências causadas pelos íons ascorbato e ureato. Para isto, mostrou-se 100% efetivo o recobrimento dos sensores com uma película de Nafion®. A sobreoxidação do poli(pirrol) também mostrou potencialidade para a eliminação de interferentes, embora o processo resulte na perda de sensibilidade, provavelmente causada pela desnaturação da enzima. Quando usado o poli(N-metilpirrol) como suporte para a enzima, obtiveram se melhores respostas, causadas pela possibilidade de se preparar filmes mais espessos, consequentemente de imobilizar maior quantidade de enzima, sem observar perda de resposta causada por problemas difusionais. / The present work describes the elaboration of a biosensor for glucose detection. The enzyme, glucose oxidase, was immobilized in different conducting polymers. Two different polymers were used: polypyrrole and poly(N-methilpyrrole ). With the aim of replacing the molecular oxygen in the transduction step, ferrocene has been immobilized within the conducting polymer. Once the ferrocenium was insoluble in water, in order to develop a different route, the electropolymerization was carried out in a mixture of water and ethanol (1:1). This procedure leads to a polymer with a poor electroactivity, detected by Raman experiments. The ferrocene addition in the sensor increases the sensitivity to the glucose determination (4,33 µA mM-1 cm-2 for the biosensor with ferroecene and 0,23 µA mM-1 cm-2 for the sensor without ferrocene). Alternatively, the sensor containing ferrocene allows to operate at less positive potentials than that one without ferrocene (+ 0,40 V and + 0,65 V, respectively). This potential shift was not enough to inhibit the interference caused by ascorbate and ureate ions. One method to avoid the interference problem was to recover the sensor with a very thin layer of Nafion. Also poly(pyrrole) overoxidation is a very efficient method to eliminate this interference, but this process leads to a sensitivity decrease dueto enzyme denaturation. A better response was observed for sensor assembled using the poly(Nmethyl-pyrrole) as the support for enzyme immobilization. This behavior was provoked by the thicker of polymer film formed leading to higher amount of immobilized enzyme. Even though, no diminution in the response was caused by diffusion problems.

A caracterização das propriedades ópticas de moléculas de DNA, tais como a absorção e a fluorescência por excitação, são importantes para a determinação de parâmetros usados no desenvolvimento de biossensores fotônicos. O estudo da absorção óptica do DNA, obtido por diferentes métodos tem se mostrado muito eficiente na determinação do grau de pureza do material genético obtido por amplificação, ou extração e purificação do DNA total. Por outro lado, a fluorescência por excitação a partir de um marcador cromóforo é uma técnica importante em processos de quantificação de massa, em técnicas tais como a eletroforese em gel de agarose. Devido à baixa fluorescência de moléculas de DNA na região visível do espectro, entre 500-600nm, utiliza-se destes marcadores que se ligam à molécula e que são opticamente ativos nesta região para detecção de sua emissão de fluorescência. Neste trabalho foi realizado um estudo da fluorescência do DNA, obtido a partir de uma amplificação por transcriptase reversa do RNA (RT-PCR), na região de 400nm a 600nm, sem adição de marcador e utilizando excitação por um e dois fótons (405nm e 800nm) através da técnica de microscopia confocal. As amostras contendo solução de dsDNA (237ng/μL) foram depositadas sobre um filme de prata de 200nm de espessura que também é crescido previamente sobre um substrato de vidro. Sobre o filme metálico é fabricado nanoestruturas metálicas por de litografia por feixe de íons com um microscópio de duplo feixe FEI Quanta 3D 200i. As nanoestruturas são formadas por arranjos concêntricos de anéis com diâmetros de até 20 μm, largura 50nm e separados por 400nm. Quando a excitação do material genético ocorre sobre a nanoestrtutura o laser gera na nanoestrutura plasmon-polaritons de superfície (SPP) que interagem com as moléculas de dsDNA na solução. Observa-se que nas regiões onde as nanoestruturas são fabricadas que a intensidade de fluorescência da macromolécula é muito maior do que a obtida fora da estrutura e sobre o filme metálico. Os efeitos da interação entre SPPs e as moléculas aumentam a atividade óptica (taxa de emissão) e podem servir como base para a fabricação de sensores fotônicos ultrasensíveis. Concluindo, os efeitos dos campos plasmônicos sobre o fluoróforo são significativos e foram observados pela diminuição do tempo de vida das moléculas e o aumento da sua fluorescência. / The characterization of the optical properties of DNA molecules, such as absorption and excitation fluorescence, is important to the determination of the parameters used for the preparation of photonic biosensors. The study of optical absorption of DNA, obtained through different methods, currently has a high sensitivity to determine the degree of purity of the genetic material obtained by amplification, extraction and purification of the total DNA. On the other hand, excitation fluorescence using a marker is an important technique in mass quantification processes together with techniques such as agarose gel electrophoresis. Because of low fluorescence of DNA molecules, in the visible region of the spectrum, between 500-600nm, the use of labels that bind to the molecule are critically for the detection of their fluorescence emission. In this work we studied the DNA fluorescence, obtained from a RNA reverse transcriptase (RT-PCR) amplification, in the region from 400nm to 600nm, without the addition of a marker as a fluorophore and using confocal microscopy with one and two photons (405nm and 800nm). The solutions of dsDNA (237ng/μL) were dropped on a silver film with 200nm tackiness deposited on a glass substrate. In the silver film nanostructures were fabricated ion beam lithography with FEI Quanta 3D 200i dual beam microscope. The nanostructures are formed by concentric arrangements of rings with diameters up to 20 μm, width 50nm and separated by 400nm. When the excitation of the genetic material occurs on a nanostructure an excited surface plasmon-polaritons (SPP) is responsible for the DNA excitation. It is observed in these regions an increase of the fluorescence intensity many times higher than one obtained out of the nanostructure on the silver film. The effects of the interaction between SPPs and molecules increase the optical activity of the molecule (emission rate) and can serve as the basis of photonic sensors. Concluding, the effects of the plasmon fields on the fluorophore are significant and were observed by decreasing the life time of the molecules and the increasing of their fluorescence.

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-29. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:54:48Z : No. of bitstreams: 1 000863271.pdf: 3961818 bytes, checksum: ac858d20df08483eb5bdbe31474f4806 (MD5) / A espectroscopia de Raman intensificada por superfície (SERS, termo em inglês Surfaceenhanced Raman Spectroscopy) é uma técnica promissora que mostra a sensibilidade para a detecção da interação de biomoléculas que são importantes para detecção precoce de doenças. O vírus da imunodeficiência humana (HIV) têm sido um grande problema por várias décadas. Existem vários métodos de deteção baseados na interação específica de anticorpos, tais como, o ELISA e os testes rápidos (TR's). No entanto, novas estratégias têm sido desenvolvidas para rápido diagnóstico do vírus HIV, e uma prova de conceito de detecção do peptídeo p17-1 foi descrito neste trabalho. A proteina matriz p17 é uma essencial proteína no ciclo de replicação do vírus HIV. As fases iniciais da replicação do vírus envolve a pré integração do complexo do DNA no núcleo do p17 desempenhando um papel na ligação de RNA viral e transporte para a membrana. Neste trabalho foram descritos duas plataformas SERS para a detecção do vírus HIV baseado no peptide p17 -1 (sequência LSGGELDRWEKIRLPGG). O anticorpo foi imobilizado em um substrato de ouro usando duas diferentes camadas automontadas (SAM). A primeira SAM, os substratos de ouro foram imersos em uma solução aquosa de 11 mercaptoundecanóico (MUA). Na segunda SAM, os substratos foram imersos em uma mistura aquosa de politietileno glicol (SHPEG- COOH e SH-PEG-CH3). Aqui serão chamados de SAM-MUA e SAM-PEG, respectivamente. Ambas as SAM's foram imersas emu ma solução de anticorpo (anti-p17) e foram descritas como plataforma d captura MUA e PEG. Ambas plataformas foram funcionalizadas com o peptídeo p17-1. Sondas SERS foram preparadas com nanopartículas de ouro e revestidas com uma molécula Raman reporter (azul de Nilo A) e funcionalizadas com um anticorpo anti-p17. Estas estruturas (sonda SERS e plataformas de captura) formam um ensaio sanduíche... / Surface-enhanced Raman Scattering (SERS) technique offers great promises for simplified and sensitive detection of biomolecular interactions that are relevant for early disease diagnostics. Human immunodeficiency virus (HIV) has been a problem for decades. There are several methods of diagnostics based on antibodies specific reactions, such as enzyme-linked immunosorbent assays (ELISAs) and rapid test (RT). However, new strategies have been developed for rapid HIV diagnostics and, as a proof-of-concept, peptide p17-1 was considered here. The matrix protein p17 is a structural protein that is essential in the life cycle of the retrovirus The early stages of the virus replication involve the pre integration of the DNA complex into the nucleus P17 plays a role in RNA viral binding and transport to the membrane. Here were describe two new SERS platform for HIV detection based on peptide p17-1 (sequence LSGGELDRWEKIRLPGG). The antibody anti-p17 was immobilized in a planar gold surface using two differents self-assembled (SAM) techniques. First SAM, were obtained by immersion of the surface into ethanolic solution of 11-Mercaptoundecanoic acid (MUA). Second SAM were obtained by immersion in aqueous solution aquous mixtures of (SH-PEG-COOH/SH-PEG-CH3) and polyethylene glycol (PEG,). Here were describe the two platforms as SAM-MUA and SAMPEG, respectively. Both SAM's were immersed in a solution containing the anti-p17. Samples at this step were called capture platform-MUA and capture platform-PEG. Both capture platforms were funcionalizated with the peptide p17-1. SERS probes were prepared with gold nanoparticles coated with a Raman reporter molecule (Nile Blue A) and, functionalized with an anti-p17. These structures (SERS probe and capture platforms) allow for a sandwich assay, a strategy regularly used for high-sensitivity detection. The light blue color in the SERS mapping represents peptide strong...

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-19Bitstream added on 2015-03-03T12:06:47Z : No. of bitstreams: 1 000810546_20160801.pdf: 1088702 bytes, checksum: cd367dff4dec1ca6d3501d00abf21caa (MD5) Bitstreams deleted on 2016-08-01T11:30:00Z: 000810546_20160801.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-01T11:30:56Z : No. of bitstreams: 1 000810546.pdf: 2492702 bytes, checksum: b28dd413d4faa07c29c95b215497fd1a (MD5) / Os corantes azo estão entre os mais utilizados pela indústria têxtil brasileira, representando de 20-40% dos corantes empregados para tingir algodão, rayon, nylon, seda, lã e couro. Um fator preocupante relacionado a estas substâncias é que estudos utilizando microorganismos e células de mamíferos têm demonstrado que diversos corantes azo apresentam atividade genotóxica, mesmo em baixas concentrações. Além disso, atualmente ainda não estão vigorando métodos oficiais para efetiva remoção dos corantes presentes nos efluentes gerados no processo de tingimento dos tecidos, e isso faz com que essas substâncias possam chegar à agua destinada ao consumo, e assim, o desenvolvimento de dispositivos sensores para o monitoramento dos corantes em água se torna de grande importância. Diante disso, o presente trabalho versa sobre o desenvolvimento de um imunossensor impedimétrico para detecção e quantificação do corante azo Disperso Red 1 (DR1) em baixos níveis de concentração em água tratada e para tal, duas estratégias metodológicas foram estudadas. A primeira delas se fundamentou na construção do imunossensor empregando eletrodos impressos de ouro modificados com monocamadas auto-organizadas. Monocamadas tioladas de cistamina, ácido lipóico e p-aminotiofenol foram estudadas para promoção do acoplamento dos anticorpos sobre a superfície do eletrodo. Caracterizações realizadas por voltametria cíclica (VC) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) demonstraram a efetiva imobilização dos anticorpos sobre a superfície dos eletrodos impressos, com aumento sucessivo do recobrimento e no valor de resistência de transferência de carga (Rct), respectivamente. No entanto, para todas as rotas estudadas encontraram-se dificuldades em se obter adequada repetibilidade entre as diferentes medidas e estabilidade das etapas de modificação, além de não ser observada... / Azo dyes are among the most used by Brazilian textile industry, representing 20-40% of dyes used for dyeing cotton, rayon, nylon, silk, wool and leather. A worrying factor related to these substances is that studies using micro-organisms and mammalian cells have shown that many azo dyes have genotoxic activity, even at low concentrations. Besides, currently there are not oficial methods for effective removal of dyes present in the effluents generated in the dyeing process, and this leads these substances can reach the water for consumption, and thus the development of sensor devices for monitoring the dyes in water becomes of great importance. Therefore, this project is focused on development of an impedimetric immunosensor for detection and quantification of the azo dye Disperse Red 1 (DR1) at low concentration levels in treated water and for this, two methodological strategies were studied. The first one was based on the construction of the immunosensor employing gold printed electrodes modified with self-assembled monolayers. Thiolated monolayers of cystamine, lipoic acid and p-aminothiophenol were studied to promote the coupling of the antibodies on the electrode surface. Characterizations performed by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) demonstrated the effective immobilization of antibodies on the surface of the printed electrodes, with successive increase in the surface coverage and in the charge transference resistance (Rct), respectively. However for all ways investigated, difficulties in obtaining adequate repeatability between measures of stability and modification steps were observed, as well a non-linear relationship between the values of ?Rct and the concentration of antigen DR1, which was due by the heterogeneity of the surface of different printed electrodes. Thus, the second strategy employed glassy carbon electrode for immunosensor construction...