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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-3096-6872
Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Title: Modificações de eletrodos com nanomateriais para detecção de infarto agudo do miocárdio em biossensor eletroquímico
Alternate title (s): Electrodes modifications using nanomaterials for acute myocardial infarction detection in an electrochemical biosensor
Author: Notário, Ana Flávia Oliveira
First Advisor: Goulart Filho, Luiz Ricardo
First coorientator: Foschini, Mauricio
First member of the Committee: Castellano, Lúcio Roberto Cançado
Second member of the Committee: Moreira, Cleumar da Silva
Third member of the Committee: O'Connell, João Lucas
Fourth member of the Committee: Cunha Júnior, Jair Pereira da
Summary: Infarto Agudo do Miocárdio (IAM) é uma doença cardiovascular e está entre as principais causas de mortes no mundo. Pacientes que são atendidos em pronto-atendimentos com suspeita de IAM passam por exames de atividade elétrica cardíaca e busca por biomarcadores de lesão cardíaca, geralmente troponinas e creatina-quinase. A detecção desses biomarcadores pode ser feita utilizando biossensores, dispositivos analíticos capazes de converter uma resposta biológica em um sinal de outra natureza. O objetivo desse trabalho foi construir um biossensor eletroquímico utilizando matrizes poliméricas enriquecidas com nanomateriais, tendo como alvo marcadores biológicos para IAM. Para isso as matrizes foram colocadas em contato com a superfície dos eletrodos e a funcionalização, por meio da deposição do polímero, foi induzida através da passagem de corrente. Posteriormente a modificação foi validada a partir de leituras de voltametria cíclica. Através de microscopia eletrônica de varredura foi constatado que não houve alteração na superfície microscópica dos eletrodos tratados. Entretanto, a modificação foi capaz de melhorar o sinal de leitura, aumentando a área ativa, a densidade de corrente e homogeneizando as leituras entre os eletrodos. Duas estratégias de reconhecimento de analito foram propostas, com variação na montagem da biocamada. As duas estratégias foram capazes de diferenciar amostras positivas de negativas. A utilização dessa metodologia traz vantagens pelo fato de as matrizes poliméricas serem de fácil obtenção e o processo de modificação simplificado, além de poderem ser enriquecidas com diversos materiais. Garantir que a etapa de funcionalização do eletrodo seja eficiente é essencial para a construção de um biossensor, pois garante também que a deposição das moléculas de captura se dê de maneira semelhante a cada repetição. A possibilidade de se ter um biossensor que utilize poucos reagentes é uma vantagem quando se fala em praticidade e baixo custo. Por fim, nanomateriais associados a estruturas poliméricas foi uma maneira eficiente de estabilizar e modificar a superfície de eletrodos screen-printed e a plataforma aqui desenvolvida pode ser aprimorada para se tornar uma ferramenta clínica para diagnóstico de IAM.
Abstract: Acute Myocardial Infarction (AMI) is a cardiovascular disease and is among the main causes of death worldwide. Patients who are seen in emergency rooms with suspected AMI undergo examinations of cardiac electrical activity and search for biomarkers of cardiac injury, usually troponins and creatine kinase. The detection of these biomarkers can be done using biosensors, analytical devices capable of converting a biological response into a signal of another nature. The objective of this work was to build an electrochemical biosensor using polymeric matrices enriched with nanomaterials, targeting biological markers for AMI. For this, the matrices were placed in contact with the surface of the electrodes and functionalization, through the deposition of the polymer, was induced through the passage of current. Subsequently, the modification was validated based on cyclic voltammetry readings. Through scanning electron microscopy, it was found that there was no change in the microscopic surface of the treated electrodes. However, the modification was able to improve the reading signal, increasing the active area, the current density and homogenizing the readings between the electrodes. Two analyte recognition strategies have been proposed, with variation in the biological layer assembly. The two strategies were able to differentiate positive from negative samples. The use of this methodology has advantages because the polymeric matrices are easy to obtain and the modification process simplified, in addition to being enriched with different materials. Ensuring that the efficient electrode functionalization step is essential for the construction of a biosensor, as it also guarantees that the deposition of the capture molecules takes place in a similar way with each repetition. The possibility of having a biosensor that uses few reagents is an advantage when it comes to practicality and low cost. Finally, nanomaterials associated with polymeric structures was an efficient way to stabilize and modify the surface of screen-printed electrodes and the platform developed here can be improved to become a clinical tool for the diagnosis of AMI.
Keywords: Infarto agudo do miocárdio
Marcadores cardíacos
Matriz polimérica
Modificação superfície de eletrodo
Cardiac biomarkers
Heart failure
Electrode surface’s enhanced
Polimeric matrix
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::TRANSDUTORES PARA APLICACOES BIOMEDICAS
Subject: Genética
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Genética e Bioquímica
Quote: NOTÁRIO, Ana Flávia Oliveira. Modificações de eletrodos com nanomateriais para detecção de infarto agudo do miocárdio em biossensor eletroquímico. 2020. 73 f. Tese (Doutorado em Genética e Bioquímica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.550
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.550
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/30573
Date of defense: 24-Jul-2020
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