Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44058
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.creatorSouza, Pedro Victor Eugênio de-
dc.date.accessioned2024-11-28T17:42:05Z-
dc.date.available2024-11-28T17:42:05Z-
dc.date.issued2024-09-30-
dc.identifier.citationSOUZA, Pedro Victor Eugênio de. Plataforma portátil de bioensaio eletroquímico para rastreamento de hepatite delta baseada em aprendizagem de máquina e nuvem. 2024. 97 f. Tese (Doutorado em Ciências Médicas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.5052pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44058-
dc.description.abstractIntroduction: Electrochemical biosensors are proficient in detecting a wide range of analytes within various biofluids. Traditional benchtop potentiostat systems, however, are often costly and lack full integration. This research focuses on the development of a novel, fully integrated electrochemical platform that features a portable and cost-effective potentiostat. This device is designed to simultaneously analyze two electrodes in real time across five distinct electrochemical analyses, and includes communication interfaces such as USB, Bluetooth, and Wi-Fi. Such capabilities enable seamless interaction with computers, mobile devices, and cloud-based environments, facilitating the application of Artificial Intelligence algorithms via AWS cloud for electrochemical data analysis and sample classification. Materials and Methods: The platform, named Bioconnect, was validated against the benchtop potentiostat EMSTAT3+ Blue from PalmSens. The validation involved Cyclic Voltammetry using a [K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6] solution with both Rhodamine 6G and Carbon Nanotube-modified electrodes, as well as non-modified electrodes. Furthermore, Bioconnect's integration with an AWS-based machine learning application was explored for the detection of hepatitis delta, a severe form of hepatitis traditionally diagnosed through chemiluminescence and RT-PCR methods. The biosensor was evaluated using a cohort of 40 subjects (20 positive and 20 negative) for hepatitis delta. Results: The performance comparison, based on the anodic and cathodic current peak measurements, demonstrated that Bioconnect achieved smaller standard deviations compared to the EMSTAT3+ Blue, indicating superior precision in measurements. With respect to distinguishing hepatitis delta using a Univariate Logistic Regression analysis yielded a specificity of 89.5% and a sensitivity of 85.7%, while a machine learning algorithm achieved a specificity of 80% and a sensitivity of 100%. This underscores the potential of Bioconnect as a precise, integrated tool for advanced electrochemical analysis and disease detection. Conclusion: Results confirm the efficacy of the platform and using it not only biological applications, but also for other types of applications. The comparison shows that the platform hardware has more precise measurements, and its use to distinguish normal subjects from those who are positive for hepatitis delta proves its applicability to be used as a Point of Care device. Besides that, the use of machine learning algorithms also proved a valuable tool to enhance electrochemical analysis.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Embargadopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectBiossensores Eletroquímicospt_BR
dc.subjectPotenciostato Portátilpt_BR
dc.subjectAnálise Eletroquímicapt_BR
dc.subjectAprendizado de Máquinapt_BR
dc.subjectDetecção de Hepatite Deltapt_BR
dc.subjectElectrochemical Biosensorspt_BR
dc.subjectPortable Potentiostatpt_BR
dc.subjectElectrochemical Analysispt_BR
dc.subjectMachine Learningpt_BR
dc.subjectDelta Hepatitis Detectionpt_BR
dc.titlePlataforma portátil de bioensaio eletroquímico para rastreamento de hepatite delta baseada em aprendizagem de máquina e nuvempt_BR
dc.title.alternativeElectrochemical bioassay platform for delta hepatitis screening based on machine learning and cloudpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor-co1Moreira, Cleumar da Silva-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5183105830068378pt_BR
dc.contributor.advisor-co2Goulart Filho, Luiz Ricardo-
dc.contributor.advisor-co2Latteshttp://lattes.cnpq.br/6759395798493082pt_BR
dc.contributor.advisor1Silva, Robinson Sabino da-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1886483839073466pt_BR
dc.contributor.referee1Araújo, Lincoln Machado de-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2266045393321248pt_BR
dc.contributor.referee2Nossol, Arlene Bispo dos Santos-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3875843988360554pt_BR
dc.contributor.referee3Oliveira, Thiago da Costa-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0761224895105372pt_BR
dc.contributor.referee4Vitor, Ulysses Roberto Chaves-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/2951148239333793pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1609936492560871pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoIntrodução: Biossensores eletroquímicos são altamente eficazes na detecção de uma ampla gama de analitos em diversos biofluidos. No entanto, os sistemas de potenciostato de bancada tradicionais costumam ser caros e carecem de integração completa. Esta pesquisa concentra-se no desenvolvimento de uma plataforma eletroquímica inovadora e totalmente integrada, que apresenta um potenciostato portátil e econômico. O dispositivo é projetado para analisar dois eletrodos simultaneamente em tempo real, através de cinco análises eletroquímicas distintas, e inclui interfaces de comunicação como USB, Bluetooth e Wi-Fi. Essas capacidades permitem uma interação com computadores, dispositivos móveis e ambientes em nuvem, facilitando a aplicação de algoritmos de Inteligência Artificial para análise de dados eletroquímicos e classificação de amostras. Materiais e Métodos: A plataforma, denominada Bioconnect, foi avaliada em comparação com o potenciostato de bancada EMSTAT3+ Blue da PalmSens. A validação utilizou Voltametria Cíclica em uma solução de [K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6] com eletrodos modificados com Rodamina 6G e Nanotubos de Carbono, bem como eletrodos não modificados. Além disso, foi explorada a integração do Bioconnect com uma aplicação de aprendizado de máquina baseada em AWS para a detecção da hepatite delta, uma forma severa de hepatite que é tradicionalmente diagnosticada através de métodos de quimiluminescência e RT-PCR. O biossensor foi testado em soro de 40 indivíduos (20 positivos e 20 negativos para hepatite delta). Resultados: A análise comparativa de desempenho, baseada nas medições dos picos de corrente anódica e catódica, revelou que o Bioconnect obteve desvios-padrão menores do que o EMSTAT3+ Blue, indicando maior precisão nas medições. Para a distinção da hepatite delta, a análise de Regressão Logística obteve uma especificidade de 89.5% e uma sensibilidade de 85.7%, enquanto o algoritmo de aprendizado de máquina alcançou uma especificidade de 80% e uma sensibilidade de 100%. Esses resultados destacam o potencial do Bioconnect como uma ferramenta precisa e integrada para análise eletroquímica avançada e detecção de doenças. Conclusão: Os resultados confirmam a eficácia da plataforma, não apenas para aplicações biológicas, mas também para outras aplicações. A comparação mostra que o hardware da plataforma fornece medições mais precisas, e sua capacidade de distinguir entre sujeitos normais e positivos para hepatite delta comprova sua aplicabilidade como dispositivo de Point of Care. Além disso, a incorporação de algoritmos de aprendizado de máquina prova ser uma melhoria valiosa para análises eletroquímicas.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciências da Saúdept_BR
dc.sizeorduration97pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA::ENGENHARIA MEDICA::TRANSDUTORES PARA APLICACOES BIOMEDICASpt_BR
dc.embargo.termsO resultado da pesquisa está em processo de patenteamento assim como o artigo está em processo de aceite pela revista.pt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.5052pt_BR
dc.orcid.putcode172746022-
dc.subject.autorizadoCiências Médicaspt_BR
dc.subject.autorizadoAlgorítmos computacionaispt_BR
dc.subject.autorizadoInteligência artificial - Aplicações médicaspt_BR
dc.subject.autorizadoInfecção deltapt_BR
dc.subject.autorizadoHepatitept_BR
dc.description.embargo2026-09-30pt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.pt_BR
Appears in Collections:TESE - Ciências da Saúde

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
PlataformaPortátilBioensaio.pdf
  Until 2026-09-30
Tese de Doutorado Ciências da Saúde13.55 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons