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Design and fabrication of silver microelectrodes for biomedical applications

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Resumo:O cancro é uma das maiores causas de mortalidade e morbilidade em países desenvolvidos em todo o mundo. É geralmente precedido por alterações pré-cancerígenas e a sua deteção precoce, especialmente numa fase de displasia, é um dos grandes objetivos da medicina moderna, visto que as probabilidades de tratamento aumentam consideravelmente nesta fase. Estudos in-vitro demonstraram que alterações no pH a nível do ambiente intra- e extracelular podem estar correlacionadas com a proliferação de células tumorais em diferentes estados. Contudo, medições in-situ das propriedades eletroquímicas das células podem ser desafiantes e requerer equipamento complexo ou dispendioso. A ambição desta tese consiste no desenvolvimento de ferramentas inovadoras para o diagnóstico celular in-vitro e in-situ, com base em elétrodos micrométricos “solid-state” com capacidade de leitura de pH. Este sistema deverá, preferencialmente, ser compatível e permitir a integração de componentes “lab-on-chip” subsequentes, maioritariamente de processos óticos para posterior análise química e biológica. O protótipo proposto consiste numa matriz de 9600 microelétrodos “solid-state” com pontas nanométricas. O processo de fabricação consiste na padronização de um molde negativo para as pontas individuais de cada microelétrodo, seguido de um aumento na altura do perfil (para um maior “aspect-ratio” e capacidade de penetração) através da adição de um Photoresist, preenchimento do molde com Prata através de um processo inovador de Eletrodeposição “Through-Silicon”, e finalmente a transferência do perfil para um substrato de vidro com compatibilidade com processos óticos. Os resultados finais demonstram a prova de conceito da viabilidade do processo e dos múltiplos desenvolvimentos em engenharia de processos, apesar de estudos e otimizações subsequentes serem necessárias em diversas áreas do projeto de forma a melhor compreender os princípios e mecânicas por detrás de alguns aspetos dos processos inovadores.
Autores principais:Monteiro, Tiago Alexandre Silva
Assunto:Microelétrodos de Prata Micromaquinação de Silício Eletrodeposição “Through-Silicon” Sensores de pH Silver microelectrodes Silicon micromachining Through-Silicon electrodeposition pH Sensors
Ano:2022
País:Portugal
Tipo de documento:tese de doutoramento
Tipo de acesso:acesso aberto
Instituição associada:Universidade do Minho
Idioma:inglês
Origem:RepositóriUM - Universidade do Minho

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