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(Bio)sensores eletroquímicos impressos em 3d e novos filamentos condutivos aplicados à química analítica
dc.contributor.author | Guterres e Silva, Luiz Ricardo Guterres e | |
dc.date.accessioned | 2024-07-03T15:14:07Z | |
dc.date.available | 2024-07-03T15:14:07Z | |
dc.date.issued | 2024-02-23 | |
dc.identifier.citation | GUTERRES E SILVA, Luiz Ricardo Guterres e. (Bio)sensores eletroquímicos impressos em 3d e novos filamentos condutivos aplicados à química analítica. 2024. Tese (Doutorado em Ciência dos Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19743. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/19743 | |
dc.description.abstract | Electrochemical sensors can be employed for diverse detection purposes, and their modification with biological compounds enables the development of biosensors with selectivity for analytes such as viruses. Furthermore, the manufacturing of electrochemical sensors with a focus on miniaturization and cost reduction is of paramount importance for producing efficient analytical platforms. In this context, 3D printing technology facilitates the rapid, decentralized, and miniaturized production of sensors using conductive filaments. Therefore, this thesis presents the fabrication of conductive filaments and 3D (bio)sensors using both laboratory-made and commercial filaments for the detection of biomarkers and viruses, specifically SARS-CoV-2 and Monkeypox virus (MKPV). All developed materials and sensors underwent characterization through morphological, physicochemical, and electrochemical techniques. The (bio)sensors for creatinine and SARS-CoV-2 cDNA exhibited a detection limit (LD) of 15.0 and 0.31 µmol L−1, respectively. Sensors produced from the new filaments (graphite and carbon black) demonstrated satisfactory electrochemical characteristics compared to sensors produced with commercial filaments. The application of 3D graphite-based (bio)sensors for the determination of uric acid and SARS-CoV-2 S1 protein show LD values of 0.07 and 1.36 nmol L−1, respectively. The carbon black-based biosensor indicated a LD of 2.7 pmol L−1 for S1 protein. For MKPV detection, a multiplex device based on an immunosensor and a genossensor showed LD values of 2.9 and 27.0 nmol L−1 for A29 protein and DNA, respectively. All recovery tests exhibited values close to 100%. Consequently, 3D sensors prove to be a highly potent tool for virus detection and their biomarkers. The laboratory production of conductive filaments enabled the construction of excellent sensors using diverse materials, providing a viable alternative to commercial options. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Impressão 3D | por |
dc.subject | Filamentos condutivos feitos em laboratório | por |
dc.subject | (Bio)sensores eletroquímicos | por |
dc.subject | Detecção de vírus | por |
dc.subject | SARS-CoV-2 | por |
dc.subject | Varíola dos macacos | por |
dc.subject | 3D printing | eng |
dc.subject | Lab-made conductive filaments | eng |
dc.subject | Electrochemical (bio)sensors | eng |
dc.subject | Virus detection | eng |
dc.subject | SARS-CoV-2 | eng |
dc.subject | Monkeypox virus | eng |
dc.title | (Bio)sensores eletroquímicos impressos em 3d e novos filamentos condutivos aplicados à química analítica | por |
dc.title.alternative | 3D printed electrochemical (bio)sensors and new conductive filaments applied to analytical chemistry | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Janegitz, Bruno Campos | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7746094938977989 | por |
dc.description.resumo | Os sensores eletroquímicos podem ser empregados para os mais diversos fins de detecção e a modificação destes com compostos biológicos permite a obtenção de biossensores com seletividade para analitos como os vírus. Além disso, a manufatura de sensores eletroquímicos visando a miniaturização e custo reduzido é de suma importância para produzir plataformas analíticas eficientes. Diante disso, a tecnologia de impressão 3D permite a produção de sensores a partir de filamentos condutivos de forma rápida, decentralizada e miniaturizados. Assim, a presente tese apresenta a fabricação de filamentos condutivos e (bio)sensores 3D a partir dos filamentos feito em laboratório e comerciais para detecção de biomarcadores e os vírus SARS-CoV-2 e varíola dos macacos (MKPV). Todos os materiais e sensores desenvolvidos foram caracterizados por técnicas morfológicas, físico-químicas e eletroquímicas. Os (bio)sensores para creatinina e cDNA do SARS-CoV-2 apresentaram um limite de detecção (LD) de 15,0 e 0,31 µmol L−1, respectivamente. Os sensores produzidos a partir dos novos filamentos (grafite e carbon black) apresentaram características eletroquímicas satisfatórias quando comparados a sensores produzidos com filamentos comerciais. A aplicação dos (bio)sensores 3D a base de grafite para determinação de ácido úrico e proteína S1 do SARS-CoV-2 apresentaram valores de LD de 0,07 e 1,36 nmol L−1, respectivamente. O biossensor a base de carbon black indicou um LD de 2,7 pmol L−1 para proteína S1. Para a detecção do MKPV, um dispositivo multiplex baseado em um imunossensor e um genossensor apresentou um LD de 2,9 e 27,0 nmol L−1 para a proteína A29 e DNA, respectivamente. Todos os testes de recuperação apresentaram valores de próximos a 100%. Com isso, os sensores 3D apresentaram ser uma ferramenta de alto potencial para detecção de vírus e seus biomarcadores, e a produção de filamentos condutivos em laboratório permitiu a construção de sensores com ótimas características analíticas a base de materiais diversos, sendo uma alternativa viável aos comerciais. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais - PPGCM-So | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICA | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ELETROANALITICA | por |
dc.publisher.address | Câmpus Sorocaba | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/5070002836256112 | por |
dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0003-4457-8499 | por |
dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0001-9707-9795 | por |