Author(s): Bértolo, Carolina
Date: 2015
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/18246
Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
Subject(s): Nanopartículas; Dispositivo de monitorização; Webcam; Termómetro de infravermelhos; Interface gráfica do utilizador; Teses de mestrado - 2015
Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015
O número de aplicações das nanopartículas de ouro em diversas áreas tem sido exponencial ao longo do tempo. Com este crescimento surge a necessidade de controlar devidamente alguns parâmetros característicos das nanopartículas, tais como o seu tamanho ou temperatura de síntese, consoante a aplicação a que se destinem. Para realizar o controlo destes parâmetros são necessários equipamentos devidamente especializados para esta função. Deste modo, surge a necessidade de criação de sistemas de monitorização em tempo real para processos como a síntese e a hipertermia mediada por nanopartículas. No presente trabalho, encontra-se descrito o projecto da elaboração de um dispositivo de monitorização de nanopartículas de ouro. O dispositivo foi utilizado para monitorizar o processo de síntese de nanopartículas de ouro em suspensão, bem como a hipertermia mediada por nanopartículas de ouro em agar e por radiação laser de infravermelhos. Os principais constituintes deste dispositivo incluem uma webcam e um termómetro de infravermelhos, cuja informação é disponibilizada ao utilizador através de uma Interface Gráfica do Utilizador do software MATLAB. Através do termómetro o dispositivo mediu a temperatura das nanopartículas à distância. Por sua vez, através da webcam, monitorizou visualmente as nanopartículas, analisando as imagens adquiridas de forma a retornar a coloração da suspensão de nanopartículas, de forma a inferir se visualmente a síntese decorria como esperado. Os resultados obtidos através do dispositivo permitiram observar a sua capacidade de monitorização da temperatura e da coloração das nanopartículas durante o seu processo de síntese. Contudo, surgiram algumas dificuldades, tais como, a difícil montagem do dispositivo, nomeadamente do termómetro, e a interferência visual do agitador magnético na análise da coloração das nanopartículas. Relativamente aos resultados obtidos através do dispositivo durante a hipertermia de nanopartículas de ouro em agár no interior de cuvetes de plástico (fantomas), foi possível verificar a capacidade do dispositivo em monitorizar a temperatura dos fantomas quando submetidos a radiação laser infravermelha. No entanto, foi impossível inferir a temperatura das nanopartículas em particular, porque a temperatura obtida pelo dispositivo correspondeu à temperatura média do fantoma (nanopartículas, agar e cuvete). Concluindo, o dispositivo desenvolvido conseguiu monitorizar todas as etapas do processo de síntese das nanopartículas de ouro, bem como monitorizar a temperatura dos fantomas com as nanopartículas quando sujeitas à radiação laser. Contudo, existem diversas melhorias que se poderiam implementar ao dispositivo para facilitar a sua utilização e melhorar a apresentação da informação fornecida por ele.
The number of applications of gold nanoparticles in various fields has been exponential over time. With this growth comes the need to properly control some characteristic parameters of nanoparticles, such as its size or temperature synthesis, depending on the application that they are intended for. To perform the control of these parameters specialized equipment are required for this function. Thus arises the need to create monitoring systems in real time for processes such as synthesis and hyperthermia mediated by nanoparticles. In the present work, is described the project of development of a gold nanoparticle monitoring device. The device was used to monitor the process of synthesis of gold nanoparticles in suspension as well as hyperthermia mediated by gold nanoparticles agar and by infrared laser radiation. The main components of this device include a webcam and an infrared thermometer, whose information is available to the user through a Graphical User Interface in the MATLAB software. Through the thermometer the device measured the temperature of the nanoparticles at a distance. In turn, with the webcam, the device visually monitored the nanoparticles, analyzing the acquired images in order to return the color of the suspended nanoparticles to infer whether visually stemmed synthesis as expected. However, certain difficulties appeared such as the difficult installation of the device, in particular the thermometer, and the visual interference of the magnetic stirrer in the analysis of the staining of nanoparticles. The results obtained with the device enabled to identify its capability of monitoring the temperature and color of the nanoparticles during their synthesis process. Regarding the results obtained from the device during hyperthermia of gold nanoparticles in agar inside plastic cuvettes (phantoms), we found the device's ability to monitor the temperature of phantoms when subjected to infrared laser radiation. However, it was impossible to infer the temperature of the nanoparticles in particular, as the temperature obtained by the device corresponds to the average temperature of the phantom (nanoparticles, agar and cuvette). In conclusion, the developed device could monitor all stages of the synthesis of gold nanoparticles process and monitor the temperature of phantoms with nanoparticles when subjected to laser radiation. However, there are several improvements that could be implemented on the device to facilitate their use and improve the presentation of the information provided by him.
