O lactato é um metabólito chave formado pelo metabolismo anaeróbico da glicose nos músculos, e tem se tornado um biomarcador importante no âmbito clínico e esportivo. Atualmente, existem biossensores eletroquímicos portáteis que são capazes de determinar os níveis de lactato no organismo em tempo real. No entanto, tal método é invasivo uma vez que requer amostras de sangue. O presente projeto tem como objetivo desenvolver um biossensor eletroquímico descartável para detecção de lactato no suor. Para isto a configuração do dispositivo foi feita utilizando a celulose bacteriana como substrato para obtenção de um dispositivo que seja resistente à deformação mecânica, especialmente quando molhado e, também, permeável ao suor. A impressão dos eletrodos de carbono neste substrato foi efetuada utilizando o processo de serigrafia. Com os dispositivos produzidos foram realizados experimentos de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica, a fim de caracterizar o sensor desenvolvido e investigar a influência do pré-tratamento eletroquímico na sua performance analítica. A partir da modificação da superfície eletródica com nanocubos de Azul da Prússia foi possível desenvolver um sensor eletroquímico para detecção de peróxido de hidrogênio. A cronoamperometria foi utilizada para a determinação da curva analítica para o peróxido de hidrogênio. Com todos os parâmetros da cronoamperometria otimizados, uma dependência linear da corrente catódica com a concentração de peróxido de hidrogênio foi obtida, com a equação: Ip = 0,1 + 4,30 [H2O2], com r2 = 0,999 (n = 3). Esta curva analítica mostrou que a metodologia apresenta um Limite de Detecção e de Quantificação de mol L-1 e mol L-1, respectivamente. Para a configuração do biossensor eletroquímico a enzima lactato oxidase foi incorporada à superfície do papel pelo método de ligação covalente. Adotando esta metodologia foi verificado um aumento da área eletroativa que possibilitou uma melhora significativa no desempenho do sensor desenvolvido. No qual se obteve uma região linear de 1-24,0 mmol L-1 em suor sintético, obtendo-se Limites de detecção e Quantificação de e mol L-1. Tais parâmetros se mostraram adequados já que o suor pode apresentar níveis de aproximadamente 25 mmol L-1 de lactato. De modo geral, foi possível desenvolver uma plataforma eletroquímica no substrato de celulose bacteriana para a detecção de lactato em amostras de suor sintético. O dispositivo desenvolvido apresentou uma boa durabilidade e resistência ao se executarem sucessivas medidas corroborando a viabilidade deste substrato na projeção de sensores vestíveis para a aplicação direta na pele e monitoramento dos níveis de lactato em tempo real. / Lactate is a key metabolite formed in the anaerobic metabolism of glucose in the muscles. It has become an important biomarker in the clinical and sport scopes. Currently, there are portable biosensors that are able to determine lactate levels in real time. However, these methods are invasive since they require blood samples. Herein, we aim to develop a disposable wearable electrochemical biosensor for detection of lactate in sweat. For this purpose the configuration of the device was made with bacterial cellulose substrate in order to be permeable to sweat and resistant to mechanical deformation, especially when wet. The fabrication of the electrodes was made through screen printing technique. Electrochemical impedance spectroscopy and cyclic voltammetry were used to characterize the sensor developed in order to investigate the influence of the electrochemical pre-treatment in the analytical performance of the electrodes. To develop an electrochemical sensor for the detection of hydrogen peroxide the screen printed electrode was modified with Prussian blue nanocubes. Chronoamperometry experiments were used to detect of hydrogen peroxide. From optimized chronoamperometry parameters, a linear dependence of the cathodic current with the hydrogen peroxide concentration was obtained with the equation: Ip = 0.1 + 4.30 [H2O2], with r2 = 0.999 (n = 3). The limit of detection (LOD) and the limit of quantification (LOQ) were mol L-1 e mol L-1, respectively. For the configuration of the electrochemical biosensor the lactate oxidase enzyme was immobilized on the paper surface by the covalent bonding method. Adopting this methodology was verified an increase of the electroactive area that allowed a significant improvement in the performance of the developed sensor. In which a linear concentration range of 1-24.0 mmol L-1 was obtained in the synthetic sweat, obtaining LOD and LOQ of mol L-1 e mol L-1, respectively. Such parameters were adequate since sweat may have lactate levels of approximately 25 mmol L-1. Finally, it was possible to develop an electrochemical platform using the bacterial cellulose substrate for the detection of lactate in samples of synthetic sweat. The developed device presented a good durability and resistance when performing electrochemical measurements assuring the feasibility of this substrate in the projection of wearable sensors for the direct application to skin and monitoring of lactate levels in real time.

Um método de fabricação para eletrodos compósitos impressos à base de grafite e resina poliuretana (EIGPU) foi desenvolvido, iniciando-se pela tinta e processo para a impressão, além da otimização dos parâmetros para garantir a aplicabilidade e maximização da resposta dos mesmos. Os parâmetros otimizados na fabricação da tinta foram a composição de 60% grafite e 40% poliuretana (m/m), a natureza e quantidade de solvente, dimensão do conjunto impresso, quantidade de demãos aplicadas no processo de \"screen-printing\", espessura da máscara adesiva e o tipo de isolante que define os contatos elétricos e a área ativa do eletrodo. Também foi proposto e desenvolvido um procedimento de ativação da superfície do eletrodo, que consiste em uma compressão do compósito, seguido de tratamento eletroquímico da superfície do eletrodo de trabalho, que se mostraram fundamentais para o desempenho adequado do sensor. Os resultados desses estudos inciais foram avaliados usando K3[Fe(CN)6], como sonda eletroquímica. Em seguida, o EIGPU foi avaliado quanto ao seu potencial para determinação de analitos de interesse farmacológico, usando como modelo o paracetamola (APAP) e suas misturasb com cafeína (CAF) em amostras de fármacos (LOD=0,81a, 0,84b(APAP), 1,6b(CAF) µmol L-1); ambiental: Zn2+, Pb2+, Cu2+ e Hg2+ simultaneamente em amostras de etanol combustível (LOD=300, 65, 30, 46 nmol L-1, respectivamente) e biológico: epinefrina (EP) em amostras artificiais de fluido cérebro-espinal sintético (LOD=42,8 e 768 nmol L-1, para DPV e SWV, respectivamente). Para isso, foram usadas Voltametria Cíclica (CV), Voltametria de Pulso Diferencial (DPV), Voltametria de Pulso Diferencial de Redissolução Anódica (DPASV) e Voltametria de Onda Quadrada (SWV). Na determinação dos analitos de interesse ambiental, os eletrodos impressos foram modificados com sílica SBA-15, antes e após organofuncionalização com a espécie benzotiazol-2-tiol. Os compósitos modificados foram preparados substituindo quantidades correspondentes de pó de grafite de modo a obter eletrodos com 5% (m/m) do modificador. Antes de realizar as análises, foram feitas as otimizações dos parâmetros envolvidos em cada técnica escolhida e obtidas as curvas analíticas. Em seguida, o EIGPU foi utilizado na determinação dos analitos nas respectivas matrizes. A quantidade dos analitos presentes nas amostras foi determinada pelo método de adição de padrão, em triplicata. Os resultados foram comparados com aqueles obtidos por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) e Espectroscopia de Absorção Atômica (AAS), para as análises farmacêuticas e ambientais, respectivamente. / A method for the fabrication of a graphite polyurethane composite based screen printed electrodes (EIGPU) was proposed by developing a ink and a imprinting procedure after optimizing parameters such as ink composition 60% graphite and 40% polyurethane (m/m), nature and quantity of solvent, dimensions of the electrode set, number of ink layers, deepness of the adhesive mask and nature of the insulating that defines the active electrode area and the electrical contacts. Procedures for activating the electrode surface, by mechanically compressing the ink followed by an electrochemical treatment of the surface were also developed. The results of this phase were evaluated using K3[Fe(CN)6] as an electrochemical probe. Than the EIGPU was evaluated regarding its potentialities for the determination of analytes with pharmacological interest using paracetamola (APAP) and its mixturesb with caffeine (CAF) in pharmaceutical formulations (LOD=0,81a, 0,84b(APAP), 1,6b(CAF) µmol L-1), environmental relevance as metal ions Zn2+, Pb2+, Cu2+ e Hg2+ determined simultaneously in ethanol fuel samples (LOD=300, 65, 30, 46 nmol L-1, respectively) and biologically important as epinephrine (EP) contained in artificial cerebro-spinal fluid. (LOD=42,8 e 768 nmol L-1, for DPV e SWV, respectively).These applications were achieved by means of Cyclic Voltammetry (CV), Differential Pulse Voltammetry (DPV), Square Wave Voltammetry (SWV) and Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry (DPASV). In the determination of the metal ions in ethanol fuel, the electrodes were modified with SBA-15 silica organofunctionalized with benzothiazol-2-thiol. The composities were prepared by substituting corresponding amounts of graphite powder in order to have 5% (m/m) of the modifier in the final device. Before performing the analysis several parameters were optimized for each case for each technique before measuring the analytical curves. After, the EIGPU was used in the determination of the different analytes in the chosen matrices. The amount of analytes present in the samples was determined using addition method in triplicate. The results were compared with those obtained using high performance liquid chromatography (HPLC) and Atomic Absorption Spectrocopy (AAS), as comparision methods.

This research project is concerned with workers’ narratives, specifically those who have been employed in paid work below the national minimum wage in New Zealand. As a graphic designer who has direct experience of exploitation through employment, I am interested in researching the subjective experience of underpaid workers in New Zealand. In doing this I have sought to creatively synthesize experiences into artworks that provide a deeper insight into the impact of underpaid work. Through this investigation I have attempted to contribute to a broader discussion of underpaid work than what is currently provided, through the analysis of statistical data. In undertaking this project I have also been concerned with investigating new potentials in serigraphy (a graphic medium traditionally associated with working-class politics). I have inquired into how it might be used to create a visual ‘voice’ for contemporary workers’ narratives. Accordingly, this project has employed audio recordings of three personal stories. The research has led to the production of a series of serigraphic prints that artistically interpret the journeys and experiences of the participants. These images sit in discourse with looped audio excerpts of their recorded interviews. In this approach, narratives of marginalisation that have often been muted through their presentation as written records, have been re-conceptualised as an artists' images, with which the recordings are in discussion.

This research project is concerned with workers’ narratives, specifically those who have been employed in paid work below the national minimum wage in New Zealand. As a graphic designer who has direct experience of exploitation through employment, I am interested in researching the subjective experience of underpaid workers in New Zealand. In doing this I have sought to creatively synthesize experiences into artworks that provide a deeper insight into the impact of underpaid work. Through this investigation I have attempted to contribute to a broader discussion of underpaid work than what is currently provided, through the analysis of statistical data. In undertaking this project I have also been concerned with investigating new potentials in serigraphy (a graphic medium traditionally associated with working-class politics). I have inquired into how it might be used to create a visual ‘voice’ for contemporary workers’ narratives. Accordingly, this project has employed audio recordings of three personal stories. The research has led to the production of a series of serigraphic prints that artistically interpret the journeys and experiences of the participants. These images sit in discourse with looped audio excerpts of their recorded interviews. In this approach, narratives of marginalisation that have often been muted through their presentation as written records, have been re-conceptualised as an artists' images, with which the recordings are in discussion.

Submitted by LOANDA RAQUEL CUMBA null (loandacumba@gmail.com) on 2016-04-18T17:28:50Z No. of bitstreams: 1 Tese Final - Loanda Cumba (2016).pdf: 4586367 bytes, checksum: c39a78169180c1ccedbe3f393fccbaee (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-04-19T16:39:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cumba_lr_dr_ilha.pdf: 4586367 bytes, checksum: c39a78169180c1ccedbe3f393fccbaee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-19T16:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cumba_lr_dr_ilha.pdf: 4586367 bytes, checksum: c39a78169180c1ccedbe3f393fccbaee (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho descreve a preparação, caracterização e aplicação eletroanalítica de um metalosilsesquioxano ligado em uma sílica mesoporosa (MCM-41) e em uma zeólita (H-FAU-Si/Al 40) com hexacianoferrato de níquel adsorvido em sua superfície. Algumas técnicas espectroscópicas como: Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDS) e Voltametria cíclica, foram utilizadas na caracterização dos materiais formados. Os espectros na região do Infravermelho para o MTTiPNiH e ZTTiPNiH apresentaram as bandas de seus precursores (TTiP, MCM-41 e H-FAU-Si/Al 40), apenas duas absorções diferiram dos demais espectros, uma em, aproximadamente, 2168 cm-1 e outra a 2098 cm-1, tais resultados foram atribuídos ao estiramento ν (C≡N). Para o MTTIPNiH, através das micrografias pode-se observar partículas com tamanhos variados, entre 0,30 µm a 0,60 µm. Para o ZTTiPNiH as micrografias apresentaram um pequeno aumento no tamanho de partículas, aproximadamente de 50 nm, quando comparado a seus precursores. O EDS determinou a composição química semi-quantitativa dos elementos carbono, oxigênio, silício, titânio, fósforo, níquel e ferro, presentes em ambas as amostras. O eletrodo de pasta de grafite exibiu um par redox bem definido com potencial de médio padrão (E°’) de +0,53 V e +0,51 V para o MTTiPNiH e ZTTiPNiH, respectivamente, atribuído ao processo redox FeII(CN)6 / FeIII(CN)6 em presença de níquel. O eletrodo de pasta de grafite modificado com MTTiPNiH apresentou atividade eletrocatalítica para dipirona e para o sulfito, já o eletrodo de pasta de grafite modificado com ZTTiPNiH apresentou atividade eletrocatalítica apenas para o sulfito. Em uma segunda etapa, prepararam-se eletrodos impressos via screen-printed para detecção e quantificação de pindolol utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada em uma faixa de concentração de 0,10 µmol L-1 – 10,0 µmol L-1. Após a detecção de pindolol, o protocolo de detecção foi utilizado na avaliação e recuperação desta substância a partir de urina humana. Eletrodos impressos via screen-printed foram empregados pela primeira vez na detecção da substância psicoativa Synthacaine. A detecção eletroquímica indireta para MPA/2-AI simultaneamente, utilizando eletrodos impressos apresentou resultados satisfatórios. Após a detecção simultânea de MPA e 2-AI, amostras reais de Synthacaine foram utilizadas para quantificar, através de técnicas eletroquímicas, estes analitos por meio do protocolo de detecção anteriormente proposto. / This research describes the preparation, characterization and electroanalytical application of a metalosilsesquioxane bonded in mesoporous silica (MCM-41) and in zeolite (H-FAU-Si/Al 40) with nickel hexacyanoferrate adsorbed on their surface. Techniques as fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) and cyclic voltammetry were used in the characterization of the synthesized materials. The spectra in the infrared region for MTTiPNiH and ZTTiPNiH showed the bands of their precursors (TTiP, MCM-41 and H-FAU Si/Al 40), only two absorption differed from the others spectra, one at, approximately, 2168 cm-1 and another at 2098 cm-1 , which were attributed to stretching ν(C≡N). For MTTIPNiH through the micrographs can be observed particles with varied sizes between 0.30 µM to 0.60 µm. For ZTTiPNiH the micrographs showed a small increase in particle size, approximately, 50 nm, as compared to their precursors. EDS determined the semi-quantitative chemical composition of carbon, oxygen, silicon, titanium, phosphorus, nickel and iron present in both samples. The carbon paste electrode exhibited a well-defined redox couple with E°' = +0.53 V and +0.51 V for MTTiPNiH and ZTTiPNiH, respectively, attributed to the redox process FeII(CN)6 / FeIII(CN)6 in presence of nickel. Carbon paste electrode modified with MTTiPNiH showed electrocatalytic activity to dipyrone and sulfite. However the carbon paste electrode modified with ZTTiPNiH showed electrocatalytic activity only for sulfite. In a second step, screenprinted electrodes were produced for the detection and quantification of pindolol using square wave voltammetry technique at a concentration range of 0.10 µmol L-1 to 10.0 µmol L-1 . After pindolol detection, the protocol of detection was used in the evaluation and recovery of pindolol from human urine. Screen-printed electrodes were used for the first time in the detection of psychoactive substance Synthacaine. Indirect electrochemical detection for MPA/2-AI simultaneously, using Screen-printed electrodes showed satisfactory results. After the simultaneous detection of MPA and 2-AI, real samples of Synthacaine were used to quantify through electrochemical techniques, these analytes by protocol of detection previously proposed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3890.pdf: 2739392 bytes, checksum: fdb93cb69cafb89992f3e6a155deacfb (MD5) Previous issue date: 2011-10-21 / The Biosafety is a very important tool for the Control of Hospital Infection establishing through methods, techniques and standards, measures to be adopted in order to prevent and control risks that may contribute to hospital infection. This work reports the development of an impedimetric immunosensor for detection of pathogenic bacteria, specifically Staphylococcus aureus (S. aureus), in hospital critical areas (Surgical Centers and Intensive Care Units) to contribute to the hospital infection control. Different parameters were studied: direct immobilization of protein A of S. aureus on the surface of the transducer or the working electrode (screen-printed electrode - SPE), immobilization of protein A on SPEs modified with self-assembled monolayers (SAMs) of cystamine (CYS) and glutaraldehyde (GA); different incubation times and dilutions were used for both modifiers as for protein A and anti- S. aureus antibodies; blocking with bovine serum albumin (BSA) and immunoassay (antigen-antibody reaction, Ag-Ab). Electrochemical techniques (electrochemical impedance spectroscopy - EIS and cyclic voltammetry - CV) and non electrochemical (microscopy) were used for the characterization and construction of the immunosensor. The impedance measurements and cyclic voltammetry showed the good results with self-assembled monolayer of cystamine 2 x 10-2 mol L-1 and glutaraldehyde 2,5% with incubation periods of 2 and 1h, respectively; immobilization of protein A 1:20 (tincub = 12 h) and anti-S. aureus monoclonal Ab (tincub = 3 h) and step blocking with 0.5% BSA (tincub = 1 h). For the Ag-Ab interaction S. aureus ATCC - 6535 strains (analyte) were used and incubation for 30 min. The immunosensor developed has proven to be an effective method for monitoring of S. aureus in a hospital environment and that can be applied as an indicative tool of the effectiveness of the standards and procedures applied to the control of hospital infection. / A Biossegurança constitui uma ferramenta de grande relevância para o Controle da Infecção Hospitalar estabelecendo através de métodos, técnicas e normas, condutas a serem adotadas com o intuito de prevenir e controlar os riscos que podem favorecer à infecção hospitalar. Este trabalho relata o desenvolvimento de um imunossensor impedimétrico para detecção de Staphylococcus aureus (S. aureus), em áreas críticas hospitalares (Centros Cirúrgicos e Unidades de Terapia Intensiva) visando contribuir para o controle de infecção hospitalar. Diferentes parâmetros foram estudados: imobilização direta da proteína A de S. aureus na superfície do transdutor ou eletrodo de trabalho (screen-printed electrode - SPE); imobilização da proteína A sobre SPEs modificados com monocamadas auto-organizadas (SAMs) de cistamina (CYS) e glutaraldeído (GA); diferentes tempos de incubação e diluições foram utilizados tanto para os modificadores como para a proteína A e anticorpos anti-S. aureus; bloqueio com soroalbumina bovina (SAB) e imunoensaio (reação antígeno-anticorpo, Ag-Ac). Técnicas eletroquímicas (espectroscopia de impedância eletroquímica - EIS e voltametria cíclica - VC) e não eletroquímicas (microscopias) foram utilizadas para a caracterização e construção do imunossensor. As medidas de impedância e voltametria cíclica mostraram bons resultados com monocamadas auto-organizadas de cistamina 2 x 10-2 mol L-1 e glutaraldeído 2,5% com tempos de incubação de 2 e 1 h, respectivamente;assim como as imobilizações da proteína A 1:20 (tincub = 12 h); Ac monoclonais anti-S. aureus (tincub = 3 h) e etapa de bloqueio com SAB 0,5% (tincub = 1 h). Na interação Ag-Ac utilizou-se cepas de S. aureus ATCC - 6535 (analito) e incubação de 30 min. O imunossensor desenvolvido indicou ser um método efetivo para monitoramento de S. aureus em ambiente hospitalar e que pode ser aplicado como instrumento indicativo da efetividade das normas e condutas aplicadas para o controle de infecção hospitalar.

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Resumo: O presente trabalho descreve a preparação, caracterização e aplicação eletroanalítica de um metalosilsesquioxano ligado em uma sílica mesoporosa (MCM-41) e em uma zeólita (H-FAU-Si/Al 40) com hexacianoferrato de níquel adsorvido em sua superfície. Algumas técnicas espectroscópicas como: Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios X (EDS) e Voltametria cíclica, foram utilizadas na caracterização dos materiais formados. Os espectros na região do Infravermelho para o MTTiPNiH e ZTTiPNiH apresentaram as bandas de seus precursores (TTiP, MCM-41 e H-FAU-Si/Al 40), apenas duas absorções diferiram dos demais espectros, uma em, aproximadamente, 2168 cm-1 e outra a 2098 cm-1, tais resultados foram atribuídos ao estiramento ν (C≡N). Para o MTTIPNiH, através das micrografias pode-se observar partículas com tamanhos variados, entre 0,30 µm a 0,60 µm. Para o ZTTiPNiH as micrografias apresentaram um pequeno aumento no tamanho de partículas, aproximadamente de 50 nm, quando comparado a seus precursores. O EDS determinou a composição química semi-quantitativa dos elementos carbono, oxigênio, silício, titânio, fósforo, níquel e ferro, presentes em ambas as amostras. O eletrodo de pasta de grafite exibiu um par redox bem definido com potencial de médio padrão (E°’) de +0,53 V e +0,51 V para o MTTiPNiH e ZTTiPNiH, respectivamente, atribuído ao processo redox FeII(CN)6 / FeIII(CN)6 em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This research describes the preparation, characterization and electroanalytical application of a metalosilsesquioxane bonded in mesoporous silica (MCM-41) and in zeolite (H-FAU-Si/Al 40) with nickel hexacyanoferrate adsorbed on their surface. Techniques as fourier transform infra-red spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) and cyclic voltammetry were used in the characterization of the synthesized materials. The spectra in the infrared region for MTTiPNiH and ZTTiPNiH showed the bands of their precursors (TTiP, MCM-41 and H-FAU Si/Al 40), only two absorption differed from the others spectra, one at, approximately, 2168 cm-1 and another at 2098 cm-1 , which were attributed to stretching ν(C≡N). For MTTIPNiH through the micrographs can be observed particles with varied sizes between 0.30 µM to 0.60 µm. For ZTTiPNiH the micrographs showed a small increase in particle size, approximately, 50 nm, as compared to their precursors. EDS determined the semi-quantitative chemical composition of carbon, oxygen, silicon, titanium, phosphorus, nickel and iron present in both samples. The carbon paste electrode exhibited a well-defined redox couple with E°' = +0.53 V and +0.51 V for MTTiPNiH and ZTTiPNiH, respectively, attributed to the redox process FeII(CN)6 / FeIII(CN)6 in presence of nickel. Carbon paste electrode modified with MTTiPNiH showed electrocatalytic activity to dipyrone and sulfite. However the carbon paste electrode... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-31T14:13:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese doutorado Bárbara V M Silva.pdf: 8451335 bytes, checksum: 8f05c2e3a44caad45cfbe00e5b36c3eb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T14:13:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese doutorado Bárbara V M Silva.pdf: 8451335 bytes, checksum: 8f05c2e3a44caad45cfbe00e5b36c3eb (MD5) Previous issue date: 2016-02-24 / CAPEs / A presente tese descreve o desenvolvimento de sensores eletroquímicos para imunoensaios empregando a tecnologia de eletrodos impressos com a finalidade de detectar a troponina T cardíaca, o marcador mais específico, atualmente, do infarto agudo do miocárdio. Um dos desafios na confecção de sensores eletroquímicos para imunoensaios é alcançar baixos limites de detecção. Nanomateriais de carbono são, recentemente, considerados excelentes estratégias no preparo de superfícies sensoras devido às suas excelentes propriedades, tais como rápida transferência elétrica e atividade catalítica, aumento da relação superfície/volume e, consequentemente, maior quantidade de biomoléculas imobilizadas. Nesta tese, nanotubos de carbono e grafeno foram utilizados sob diferentes abordagens para modificação de superfícies eletródicas. Um imunossensor baseado em eletrodos serigrafados obtidos pela impressão de filmes de nanotubos de carbono amino funcionalizados incorporados em tinta de carbono foi desenvolvido para detecção “livre de marcação”. Os grupos amino dos nanotubos expostos na interface sensora impressa foram utilizados para imobilização orientada dos anticorpos monoclonais anti-troponina T. Os nanofilmes impressos apresentaram uma excelente estabilidade e reprodutibilidade, exibindo um desvio padrão relativo (DP) menor que ~2% (n = 8), comparado com controle (DP ~9%, n = 8). A resposta analítica do sensor, obtida por voltametria de pulso diferencial, apresentou uma faixa linear entre 0,0025 e 0,5 ng/mL de troponina T (r = 0,995; p<0,0001; n=7), combinado a um baixo erro relativo (<<1%) e limite de detecção de 0,0035 ng/mL. Com o propósito de substituir os anticorpos anti-troponina T, visto que estes constituem parte onerosa do dispositivo, um sensor biomimético foi desenvolvido a partir de uma superfície nanoestruturada de grafeno e polipirrol. A técnica de impressão biomimética em superfície (“surface imprinting”) foi utilizada como estratégia para simplificar e reduzir em uma única etapa a produção das cavidades biomiméticas. Estas foram obtidas através da eletropolimerização do polipirrol e derivados copoliméricos orgânicos mimetizando grupos proteicos amino-reativos. As respostas analíticas do sensor foram geradas por voltametria de pulso diferencial, exibindo uma faixa linear de resposta variando de 0,01 a 0,1 ng/mL de troponina T (r = 0,9953; p<0,0001; n=5) e um limite de detecção de 0,006 ng/mL, mostrando um ótimo desempenho do sensor biomimético. As cavidades biomiméticas apresentaram uma constante de dissociação (KD) de 7,3 10- 13 mol/L, indicando boa afinidade à troponina quando comparadas com o sensor controle (sem troponina T), KD igual a 11,6 10-13 mol/L. Em conclusão, ambas as plataformas sensoras mostram potencial para detecção da troponina T em níveis de importância clínica no diagnóstico do infarto agudo, constituindo testes de pronto atendimento para emergências cardiológicas. / This thesis describes the development of electrochemical sensors for immunoassay by using a screen-printed electrodes technology in order to detect the human cardiac troponin T, the most important marker currently of the acute myocardial infarction. One of the challenges in the manufacturing of electrochemical sensors for immunoassays is to reach low limits of detection. Carbon nanomaterials are recently considered excellent strategies in preparing sensing surfaces due to theirs excellent properties, such as rapid electrical transfer and catalytic activity, increase surface / volume ratio and, consequently, offering higher amount of immobilized biomolecules. In this thesis, carbon nanotubes and graphene were used under different approaches in order to modify the sensors surfaces. An immunosensor based on screen printed electrode obtained by printing of amino functionalized carbon nanotubes films incorporated into carbon ink has been developed for "label-free" detection. The amino groups exposed on the imprinted sensor interface were utilized for oriented immobilization of the monoclonal antibody anti-troponin T. The imprinted nanofilms showed an excellent stability and reproducibility, exhibiting a relative standard deviation (RSD) less than ~2% (n = 8) compared to control (RSD ~9%, n = 8). The analytical response of the sensor, obtained by differential pulse voltammetry, showed a linear range between 0.0025 and 0.5 ng/mL (r = 0.995; p <0.0001, n = 7), combined with a low relative error (<< 1 %) and a calculated limit of detection of 0.0035 ng/mL. In order to replace the anti-troponin T antibody, since these are costly part of the device, a biomimetic sensor was developed from a nanostructured surface of graphene and polypyrrole. The biomimetic technique of surface imprinting was used as a strategy for simplify and reduce in a one-step production of the biomimetic cavities. These were obtained by electropolymerization of the pyrrole and its organic copolymers mimicking amino reactive protein groups. The analytical responses of the sensor were obtained by differential pulse voltammetry, exhibiting a linear range response in 0.01 and 0.1 ng/mL of troponin T (r = 0.9953; p <0.0001, n = 5) and a limit of detection of 0.006 ng/mL, showing a good performance of the biomimetic sensor. The biomimetic sites exhibited a dissociation constant (KD) of 7.3 10-13 mol/L, indicating a good affinity to troponin when compared to its control (without troponin T), KD equal to 11.6 10-13 mol/L. In conclusion, both sensor platform the sensor platforms showed a potential for troponin T detection in levels of clinical important for acute myocardial infarction diagnostic, constituting point-of-care testing for cardiac emergency departments.

The aim of the presented Diploma Thesis was to develop a new method for the indirect determination of formaldehyde in wood-based products using gas-diffusion microextraction coupled with electrochemical detection on unmodified screen-printed electrodes (MLEM-SPCE). Formaldehyde released from the sample is derivatized using an acetylacetone reagent present in an acceptor solution. The product of derivatization of formaldehyde with acetylacetone is 3,5-diacetyl-1,4-dihydrolutidine (DDL) which forms a selective oxidation voltammetric peak at a potential of 0.4 V. Detection and quantification limits of 0.57 mg kg−1 and 1.89 mg kg−1 , respectively, were obtained, together with intra- and inter-day precision below 10% (as relative standard deviation, RSD). The developed methodology was applied to determine formaldehyde content in seven samples. Similar results were obtained from the European standard method EN 717-3 with a significant reduction of total analysis time. The developed method MLEM-SPCE, which combines the use of a new sample preparation procedure for volatile compounds with the firstly introduced determination of formaldehyde (as the derivative product DDL) on unmodified SPCEs, proves to be a promising alternative for the determination of formaldehyde in wood-based products and other samples.

Capteur électrochimique basé sur des matériaux carbonés fonctionnalisés, pour la détection de deux micropolluants faisant partie des substances prioritaires de la Directive Cadre européenne sur l’Eau (DCE2000/60/CE) : le plomb et l’anthracène. Les capteurs électrochimiques permettent d’atteindre des limites de détection et une sélectivité adéquates pour l’analyse de micropolluants dont les concentrations sont de l’ordredu μg/L, et sont simples d’utilisation pour des analyses in situ à moindre coût comparés aux appareils d’analyses conventionnels. Leur robustesse est un paramètre important afin de permettre des mesures en continu ou semi-continu dans les eaux. Cette thèse propose tout d’abord le développement du capteur pour la détection du plomb. La formulation d’une encre conductrice de carbone est étudiée pour la sérigraphie de ’électrode réceptrice, permettant ainsi de contrôler la composition de l’encre et d’étudier l’influence de la phase carbonée sur les propriétés électrocatalytiques des électrodes. La fonctionnalisation des électrodes par greffage électrochimique d’un sel de diazonium est également étudiée afin de maîtriser la sensibilité et la reproductibilité des électrodes greffées, en contrôlant l’épaisseur et la qualité des couches. Avec cet objectif, la fonctionnalisation dans un liquide ionique protique qui permet le contrôle de la monocouche en modulant la viscosité de ce milieu a été étudiée. Les électrodes greffées montrent des performances analytiques améliorées notamment en termes de répétabilité et de reproductibilité. Enfin ce travail de thèse porte également sur le développement du capteur pour la détection électrochimique de l’anthracène, molécule sans fonctions chimiques. Les électrodes sont, dans ce cas, fonctionnalisées par un polymère à empreinte moléculaire, matériau connu pour sa très grande sélectivité. Les performances de ce capteur, dont la sélectivité est basée uniquement sur le facteur de forme de la molécule, pour la détection de l’anthracène sont alors mises en évidence. / Electrochemical sensor based on functionalized carbon materials, for the detection of two micropollutants, lead and anthracene, which are among of the priority substances of the European Framework Directive on Water(DCE 2000/60 / EC). Electrochemical sensors allow to achieve detection limits and selectivities for the analysis of micropollutants whose concentrations are of the order of μg/L. They are easy to use for in situ analyzes at lower costs compared to those of the conventional analysis equipment. Their robustness is an important parameter in order to allow continuous or semi-continuous measurements in water. First of all, this thesis proposes the development of a sensor for lead detection. The conductive carbon ink formulation is studied for the screen-printing of the receiving electrode, thus allowing to control the ink composition and to study the influence of the carbon phase on the electrocatalytic properties of electrodes. Functionalization of electrodes by electrochemical grafting of a diazonium salt is also studied in order to control the sensitivity and reproducibility of grafted electrodes, by controlling the thickness and the quality of the layers. With this aim it has been studied the functionalization in a protic ionic liquid in order to allow the control of the monolayer bymodulating the viscosity of this medium. The grafted electrodes show improved analytical performance especially in terms of repeatability and reproducibility. Finally, this work reports the development of a sensor for the electrochemical detection of anthracene, a molecule without chemical functions. In this case, a molecularly imprinted polymer, a material known for its very high selectivity, functionalizes the electrodes.Having a selectivity is only based on the form factor of the molecule, the performance of the sensor developed for the detection of anthracene is also highlighted.