Espectroscopia Raman/SERS aplicada ao monitoramento de antibióticos
| Ano de defesa: | 2023 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Física e Astronomia UTFPR |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31603 |
Resumo: | Rapid and accurate detection of antibiotics is a critical challenge in healthcare, but a new approach based on Raman/SERS spectroscopy may be a solution. This research presents the Raman spectrum acquisition (“fingerprints”) of seven different antibiotics using this technique. The antibiotics evaluated were ampicillin, meropenem, ceftazidime, polymyxin B, vancomycin, gentamicin, and ciprofloxacin. Four excitation wavelengths were used to obtain the Raman spectra, namely 532 nm, 633 nm, 785 nm, and 1064 nm. In order to amplify the Raman signal of the antibiotic when diluted in water, nanoparticles were synthesized by the LASiS (Laser Ablation in Liquid Solution) technique and used as mediators of signal amplification. The Nps were characterized by various techniques, including TEM, AFM, DLS, UV-Vis, and zeta potential. The analyses allowed a better understanding of the properties of the nanoparticles and how they can influence the SERS spectrum acquisition of each antibiotic. The results showed that the Raman spectroscopy technique could provide unique spectra for each type of antibiotic evaluated, allowing for precise identification. Furthermore, the nanoparticles synthesized by the LASiS technique can improve the sensitivity and reproducibility of the Raman spectroscopy technique. It was possible to obtain SERS spectra of antibiotics using Au, Ag, Co, Cu and V Nps. The data obtained in this study suggest that the Raman spectroscopy technique is a promising option for identifying different types of antibiotics in samples of different origins. |
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Espectroscopia Raman/SERS aplicada ao monitoramento de antibióticosRaman/SERS spectroscopy applied to the antibiotics monitoringRaman, Espectroscopia deAntibióticosNanopartículasAblação à laserLuz - EspalhamentoMicroscopia de força atômicaRaman spectroscopyAntibioticsNanoparticlesLaser ablationLight - ScatteringAtomic force microscopyCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAFísicaRapid and accurate detection of antibiotics is a critical challenge in healthcare, but a new approach based on Raman/SERS spectroscopy may be a solution. This research presents the Raman spectrum acquisition (“fingerprints”) of seven different antibiotics using this technique. The antibiotics evaluated were ampicillin, meropenem, ceftazidime, polymyxin B, vancomycin, gentamicin, and ciprofloxacin. Four excitation wavelengths were used to obtain the Raman spectra, namely 532 nm, 633 nm, 785 nm, and 1064 nm. In order to amplify the Raman signal of the antibiotic when diluted in water, nanoparticles were synthesized by the LASiS (Laser Ablation in Liquid Solution) technique and used as mediators of signal amplification. The Nps were characterized by various techniques, including TEM, AFM, DLS, UV-Vis, and zeta potential. The analyses allowed a better understanding of the properties of the nanoparticles and how they can influence the SERS spectrum acquisition of each antibiotic. The results showed that the Raman spectroscopy technique could provide unique spectra for each type of antibiotic evaluated, allowing for precise identification. Furthermore, the nanoparticles synthesized by the LASiS technique can improve the sensitivity and reproducibility of the Raman spectroscopy technique. It was possible to obtain SERS spectra of antibiotics using Au, Ag, Co, Cu and V Nps. The data obtained in this study suggest that the Raman spectroscopy technique is a promising option for identifying different types of antibiotics in samples of different origins.A detecção rápida e precisa de antibióticos é um desafio crítico na área da saúde, mas uma nova abordagem baseada em espectroscopia Raman/SERS pode ser uma solução. Esta pesquisa apresenta a obtenção dos espectros (“fingerprints”) de sete diferentes antibióticos utilizando esta técnica. Os antibióticos avaliados foram ampicilina, meropenem, ceftazidima, polimixina B, vancomicina, gentamicina e ciprofloxacino. Para a obtenção dos espectros Raman, foram utilizados quatro comprimentos de onda de excitação, sendo 532 nm, 633 nm, 785 nm e 1064 nm. Com a finalidade de obter um aumento do sinal do antibiótico, quando este é diluído em água, nanopartículas foram sintetizadas pela técnica LASiS (Laser Ablation in Liquid Solution) e usadas como mediadoras da amplificação do sinal Raman. As Nps foram caracterizadas por diversas técnicas, incluindo TEM, AFM, DLS, UV-Vis e potencial zeta. As análises permitiram compreender melhor as propriedades das nanopartículas e como elas podem influenciar na obtenção do espectro SERS de cada antibiótico. Os resultados mostraram que a técnica de espectroscopia Raman é capaz de fornecer espectros únicos para cada tipo de antibiótico avaliado, permitindo sua identificação precisa. Além disso, as nanopartículas sintetizadas pela técnica LASiS podem contribuir para a melhoria da sensibilidade e reprodutibilidade da técnica. Foi possível obter espectros SERS dos antibióticos utilizando Nps de Au, Ag, Co, Cu e V. Os dados obtidos neste estudo sugerem que a técnica de espectroscopia Raman é uma opção promissora para a identificação de diferentes tipos de antibióticos em amostras de diferentes origens.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Física e AstronomiaUTFPRGóes, Rafael Eleodoro dehttps://orcid.org/0000-0002-8887-4145http://lattes.cnpq.br/7738279782371416Bezerra Junior, Arandi Ginanehttps://orcid.org/0000-0002-5145-5131http://lattes.cnpq.br/7811492311173264Zezell, Denise Mariahttp://orcid.org/0000-0001-7404-9606http://lattes.cnpq.br/3524890504250775Viana Junior, Emilson Ribeirohttps://orcid.org/0000-0002-1883-3508http://lattes.cnpq.br/6034855461324993Góes, Rafael Eleodoro dehttps://orcid.org/0000-0002-8887-4145http://lattes.cnpq.br/7738279782371416Anjos, Vinicius Pereira dos2023-06-22T19:06:09Z2023-06-22T19:06:09Z2023-05-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfANJOS, Vinicius Pereira dos. Espectroscopia Raman/SERS aplicada ao monitoramento de antibióticos. 2023. Dissertação (Mestrado em Física e Astronomia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31603porhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2023-06-23T06:08:16Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/31603Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2023-06-23T06:08:16Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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Rapid and accurate detection of antibiotics is a critical challenge in healthcare, but a new approach based on Raman/SERS spectroscopy may be a solution. This research presents the Raman spectrum acquisition (“fingerprints”) of seven different antibiotics using this technique. The antibiotics evaluated were ampicillin, meropenem, ceftazidime, polymyxin B, vancomycin, gentamicin, and ciprofloxacin. Four excitation wavelengths were used to obtain the Raman spectra, namely 532 nm, 633 nm, 785 nm, and 1064 nm. In order to amplify the Raman signal of the antibiotic when diluted in water, nanoparticles were synthesized by the LASiS (Laser Ablation in Liquid Solution) technique and used as mediators of signal amplification. The Nps were characterized by various techniques, including TEM, AFM, DLS, UV-Vis, and zeta potential. The analyses allowed a better understanding of the properties of the nanoparticles and how they can influence the SERS spectrum acquisition of each antibiotic. The results showed that the Raman spectroscopy technique could provide unique spectra for each type of antibiotic evaluated, allowing for precise identification. Furthermore, the nanoparticles synthesized by the LASiS technique can improve the sensitivity and reproducibility of the Raman spectroscopy technique. It was possible to obtain SERS spectra of antibiotics using Au, Ag, Co, Cu and V Nps. The data obtained in this study suggest that the Raman spectroscopy technique is a promising option for identifying different types of antibiotics in samples of different origins. |
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