Sensor eletroquímico baseado em nanoestruturas de carbono para monitoramento contínuo de glicose em animais

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Monks, Victoria Porto
Orientador(a): Villarreal Carreño, Neftalí Lenin
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12824
Resumo: A Diabetes Mellitus (DM) é uma doença causada pela produção insuficiente ou má absorção de insulina, hormônio de regulação da glicose no sangue que garante energia para o organismo. Dentro da Medicina Veterinária, a DM é uma das endocrinopatias mais diagnosticadas em clínica de pequenos animais, podendo acarretar sérias complicações. Portanto, quando o diagnóstico é feito de forma correta, e sua monitoração e tratamento são realizados, pode levar à estabilização da doença e qualidade de vida prolongada. O método mais comum para monitoração no dia a dia é a mensuração capilar, porém esta pode causar estresse nos animais, ocasionando muitas vezes a falha no tratamento. Assim, um dispositivo de monitoramento de glicose contínuo é indicado, por ser menos invasivo e fornecer dados sobre variações na concentração de glicose intersticial, porém apresenta custo elevado. Desta forma, o presente trabalho visou produzir um biossensor de glicose mais acessível em relação ao disponível no mercado. O mesmo foi produzido por meio de plataformas condutoras compostas por eletrodos de grafeno induzido por laser, que foram caracterizadas eletroquímica e morfologicamente. Foram estudadas também modificações com diferentes nanopartículas, a fim de aumentar a sensibilidade e estabilidade da plataforma sensora, visando a obtenção de um biossensor de glicose mais barato. A partir da modificação dos sensores com sulfato de cobre com adição de ureia, obteve-se sensores com baixo limite de detecção (10,46 µM), boa sensibilidade e resposta na faixa de concentração de glicose entre 3 e 4000 µM, além de apresentar eletrodos morfologicamente mais uniformes e homogêneos. A síntese de nanoestruturas de cobre através do processo de gravação direta a laser mostrou-se eficaz, simples, rápida e de baixo custo, tornando esta rota promissora para futuros estudos.
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spelling 2024-04-23T21:17:02Z2024-04-222024-04-23T21:17:02Z2023-08-18MONKS, Victoria Porto. Sensor eletroquímico baseado em nanoestruturas de carbono para monitoramento contínuo de glicose em animais. Orientador: Neftalí Lenin Villarreal Carreño. 2023. 55 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2023.http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12824A Diabetes Mellitus (DM) é uma doença causada pela produção insuficiente ou má absorção de insulina, hormônio de regulação da glicose no sangue que garante energia para o organismo. Dentro da Medicina Veterinária, a DM é uma das endocrinopatias mais diagnosticadas em clínica de pequenos animais, podendo acarretar sérias complicações. Portanto, quando o diagnóstico é feito de forma correta, e sua monitoração e tratamento são realizados, pode levar à estabilização da doença e qualidade de vida prolongada. O método mais comum para monitoração no dia a dia é a mensuração capilar, porém esta pode causar estresse nos animais, ocasionando muitas vezes a falha no tratamento. Assim, um dispositivo de monitoramento de glicose contínuo é indicado, por ser menos invasivo e fornecer dados sobre variações na concentração de glicose intersticial, porém apresenta custo elevado. Desta forma, o presente trabalho visou produzir um biossensor de glicose mais acessível em relação ao disponível no mercado. O mesmo foi produzido por meio de plataformas condutoras compostas por eletrodos de grafeno induzido por laser, que foram caracterizadas eletroquímica e morfologicamente. Foram estudadas também modificações com diferentes nanopartículas, a fim de aumentar a sensibilidade e estabilidade da plataforma sensora, visando a obtenção de um biossensor de glicose mais barato. A partir da modificação dos sensores com sulfato de cobre com adição de ureia, obteve-se sensores com baixo limite de detecção (10,46 µM), boa sensibilidade e resposta na faixa de concentração de glicose entre 3 e 4000 µM, além de apresentar eletrodos morfologicamente mais uniformes e homogêneos. A síntese de nanoestruturas de cobre através do processo de gravação direta a laser mostrou-se eficaz, simples, rápida e de baixo custo, tornando esta rota promissora para futuros estudos.Diabetes Mellitus (DM) is a disease caused by insufficient production or malabsorption of insulin, a hormone that regulates blood glucose and providing energy for the body. Within Veterinary Medicine, DM is one of the most diagnosed endocrinopathies in small animal clinic, which can lead to serious complications. Therefore, when the diagnosis is made correctly, and its monitoring and treatment are carried out, it can lead to stabilization of the disease and prolonged quality of life. The most common method for day-to-day monitoring is capillary measurement, but this can cause stress in the animals, often leading to treatment failure. Thus, a continuous glucose monitoring device is indicated, as it is less invasive and provides data on variations in interstitial glucose concentration, however it is expensive. In this way, the present work aims to produce a more accessible glucose biosensor compared to the one available on the market. It was produced using conductive platforms composed of laser-induced graphene electrodes, which were characterized electrochemically and morphologically. Modifications with different nanoparticles were also studied in order to increase the sensitivity and stability of the sensor platform, aiming at obtaining a low-cost glucose biosensor. By modifying the sensors with copper sulfate and the addition of urea, sensors with a low detection limit (10.46 µM), good sensitivity and response in the glucose concentration range between 3 and 4000 µM were obtained, in addition to presenting electrodes morphologically more uniform and homogeneous. The synthesis of copper nanostructures through the direct laser engraving process proved to be effective, simple, fast and low cost, making this route promising for future studies.Sem bolsaporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUFPelBrasilCC BY-NC-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessENGENHARIASENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICADiabetes mellitusGlicoseGrafenoSensor eletroquímicoGlucoseGrapheneElectrochemical sensorSensor eletroquímico baseado em nanoestruturas de carbono para monitoramento contínuo de glicose em animaisElectrochemical sensor based on carbon nanostructures for continuous glucose monitoring in animalsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisVillarreal Carreño, Neftalí LeninMonks, Victoria Portoreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELORIGINALDISSERTACAO_VICTORIA PORTO MONKS.pdfDISSERTACAO_VICTORIA PORTO MONKS.pdfapplication/pdf4972273http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/12824/1/DISSERTACAO_VICTORIA%20PORTO%20MONKS.pdfb67e1e7280690a2533be76dd31e752ebMD51open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81960http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/12824/2/license.txta963c7f783e32dba7010280c7b5ea154MD52open accessTEXTDISSERTACAO_VICTORIA PORTO MONKS.pdf.txtDISSERTACAO_VICTORIA PORTO MONKS.pdf.txtExtracted texttext/plain66047http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/12824/3/DISSERTACAO_VICTORIA%20PORTO%20MONKS.pdf.txt8f21ddafb9a28885717d6e700694f2dfMD53open accessTHUMBNAILDISSERTACAO_VICTORIA PORTO MONKS.pdf.jpgDISSERTACAO_VICTORIA PORTO MONKS.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1239http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/12824/4/DISSERTACAO_VICTORIA%20PORTO%20MONKS.pdf.jpg519808fae006697d336dea8a6e5c5192MD54open accessprefix/128242025-12-10 09:44:26.599open accessoai:guaiaca.ufpel.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufpel.edu.br/oai/requestrippel@ufpel.edu.br || repositorio@ufpel.edu.br || aline.batista@ufpel.edu.bropendoar:2025-12-10T12:44:26Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca - Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)false
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