Publicação
Development of biosensor integrated into dye sensitized solar cells for measuring cancer biomarkers
| Resumo: | Os biomarcadores são biomoléculas presentes em tecidos ou fluidos corporais e desempenham um papel importante como ferramenta de diagnóstico em laboratórios clínicos e em hospitais, especialmente na área de oncologia. Estas biomoléculas podem ser associadas a doenças cancerígenas, possibilitam o diagnóstico e prognóstico destas doenças, bem como o acompanhamento e a sua evolução, face a um determinado tratamento. A determinação desses biomarcadores deve ser, por isso, de baixo custo e rápida, com recurso a instrumentos pequenos e portáteis, de forma a permitir a sua utilização em programas de rastreio e em contexto clínico. Neste contexto, os biossensores representam um papel essencial, por serem tipicamente rápidos e baratos e permitirem um diagnóstico no ponto de cuidado médico. Apesar de existirem descritos na literatura vários biossensores dirigidos a biomarcadores de cancro, falta ainda um biossensor que apresente baixo custo e uma produção simples, com um reduzido número de requisitos. Estas características são fundamentais para a sua aplicação no rastreio do cancro. Este trabalho propõe, por isso, a utilização de um material biomimético como elemento de bioreconhecimento para deteção de biomarcadores do cancro, material esse que atua como um anticorpo natural. Este material é sintético, barato e pode ser produzido para eventualmente qualquer molécula alvo, através de uma impressão molecular em estruturas poliméricas, com subsequente produção de polímeros molecularmente impressos (MIPs, do inglês Molecularly-Imprinted Polymers). A técnica eletroquímica é utilizada durante o desenvolvimento e a caracterização do MIP, por permitir procedimentos rápidos e de baixo custo, bem como a sua produção em suportes adequados do ponto de vista ambiental. O biossensor desenvolvido neste trabalho foi integrado, ainda, numa célula fotovoltaica, tendo em vista a produção de um novo sistema híbrido: um sistema elétrico que não necessite de uma fonte de energia elétrica. Essa célula fotovoltaica, uma célula solar sensibilizada por corante (DSSC, do inglês, Dye Sensitized Solar Cell), caracteriza-se pelo facto da energia gerada pelo sistema híbrido ser dependente da concentração de um biomarcador do cancro. Além disso, este sistema evoluiu no sentido de fornecer um sinal visível a qualquer utilizador, utilizando a sua interface com uma célula electrocrómica. Esta célula usou como material electrocrómico o poli(3,4-etilenodioxitiofeno) e um seu derivado, recebendo a energia gerada pelo dispositivo híbrido e convertendo-a numa dada cor. A intensidade desta cor é, também, dependente da concentração do biomarcador. Em geral, este trabalho descreve a combinação altamente inovadora de diferentes técnicas (materiais sensores, células fotovoltaicas e electrocrómicas) para a produção de uma nova geração de dispositivos, dirigidos à deteção de biomarcadores do cancro. Esta combinação permitiu desenvolver sistemas simples e sem requisitos específicos, tornando-se apenas necessária a presença da amostra para gerar informação analítica. |
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| Autores principais: | Moreira, Ana Patrícia Tavares |
| Assunto: | Biosensor Cancer Electrochromic Cell Molecular Imprinting Solar Cell Biossensor cancro célula electrocrómica célula solar impressão molecular Engenharia e Tecnologia::Engenharia Médica |
| Ano: | 2019 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Os biomarcadores são biomoléculas presentes em tecidos ou fluidos corporais e desempenham um papel importante como ferramenta de diagnóstico em laboratórios clínicos e em hospitais, especialmente na área de oncologia. Estas biomoléculas podem ser associadas a doenças cancerígenas, possibilitam o diagnóstico e prognóstico destas doenças, bem como o acompanhamento e a sua evolução, face a um determinado tratamento. A determinação desses biomarcadores deve ser, por isso, de baixo custo e rápida, com recurso a instrumentos pequenos e portáteis, de forma a permitir a sua utilização em programas de rastreio e em contexto clínico. Neste contexto, os biossensores representam um papel essencial, por serem tipicamente rápidos e baratos e permitirem um diagnóstico no ponto de cuidado médico. Apesar de existirem descritos na literatura vários biossensores dirigidos a biomarcadores de cancro, falta ainda um biossensor que apresente baixo custo e uma produção simples, com um reduzido número de requisitos. Estas características são fundamentais para a sua aplicação no rastreio do cancro. Este trabalho propõe, por isso, a utilização de um material biomimético como elemento de bioreconhecimento para deteção de biomarcadores do cancro, material esse que atua como um anticorpo natural. Este material é sintético, barato e pode ser produzido para eventualmente qualquer molécula alvo, através de uma impressão molecular em estruturas poliméricas, com subsequente produção de polímeros molecularmente impressos (MIPs, do inglês Molecularly-Imprinted Polymers). A técnica eletroquímica é utilizada durante o desenvolvimento e a caracterização do MIP, por permitir procedimentos rápidos e de baixo custo, bem como a sua produção em suportes adequados do ponto de vista ambiental. O biossensor desenvolvido neste trabalho foi integrado, ainda, numa célula fotovoltaica, tendo em vista a produção de um novo sistema híbrido: um sistema elétrico que não necessite de uma fonte de energia elétrica. Essa célula fotovoltaica, uma célula solar sensibilizada por corante (DSSC, do inglês, Dye Sensitized Solar Cell), caracteriza-se pelo facto da energia gerada pelo sistema híbrido ser dependente da concentração de um biomarcador do cancro. Além disso, este sistema evoluiu no sentido de fornecer um sinal visível a qualquer utilizador, utilizando a sua interface com uma célula electrocrómica. Esta célula usou como material electrocrómico o poli(3,4-etilenodioxitiofeno) e um seu derivado, recebendo a energia gerada pelo dispositivo híbrido e convertendo-a numa dada cor. A intensidade desta cor é, também, dependente da concentração do biomarcador. Em geral, este trabalho descreve a combinação altamente inovadora de diferentes técnicas (materiais sensores, células fotovoltaicas e electrocrómicas) para a produção de uma nova geração de dispositivos, dirigidos à deteção de biomarcadores do cancro. Esta combinação permitiu desenvolver sistemas simples e sem requisitos específicos, tornando-se apenas necessária a presença da amostra para gerar informação analítica. |
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