Microfluídica integrada a transistores de efeito de campo com porta estendida para a quantificação de marcadores de disfunções renais
Dhaniella Cristhina de Brito Oliveira
TESE
Português
T/UNICAMP OL4m
[Microfluidics integrated with extended gate field effect transistors for the quantification of renal dysfunction markers]
Campinas, SP : [s.n.], 2025.
1 recurso online (128 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: José Alberto Fracassi da Silva
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Instituto de Química
Resumo: O monitoramento dos níveis de creatinina nos fluidos corpóreos é o padrão ouro no reconhecimento de disfunções renais. Nesta pesquisa desenvolvemos uma membrana fotocurável para a detecção de creatinina. Utilizando um sistema de medida baseado em transistores de efeito de campo e a membrana...
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Resumo: O monitoramento dos níveis de creatinina nos fluidos corpóreos é o padrão ouro no reconhecimento de disfunções renais. Nesta pesquisa desenvolvemos uma membrana fotocurável para a detecção de creatinina. Utilizando um sistema de medida baseado em transistores de efeito de campo e a membrana de detecção desenvolvida por processo UV (340-405 nm), fizemos testes comparativos de reconhecimento de creatinina em sistema estático e em fluxo para soluções preparadas em diferentes matrizes. Os resultados potenciométricos são apresentados em duas vertentes: variação da corrente de fonte e dreno e tensão de limiar dos transistores. Os dados são discutidos comparando-os a testes em Eletroforese Capilar com detector C4D e achados da literatura. O dispositivo demonstrou detectar creatinina em água, em urina sintética e em tampão pH 4 desde a menor concentração testada (3 mmol.L-1) conseguindo abranger valores entre 21% e 31% dentro da faixa de variação de creatinina para indivíduos saudáveis (3-27 mmol.L-1) com coeficiente de determinação de R2 0,9701. O menor LOD alcançado nos testes foi de 1,31 mmol. L-1. Os LOQs estavam entre 4,34 mmol. L-1 a 24,13 mmol. L-1 para as diferentes matrizes. O sistema demonstrou ótimo funcionamento nas medidas com histerese entre 1,09% e 8,61%. Até 90 dias após confeccionado o sensor mantinha ainda mais de 70% de sua resposta inicial, mesmo quando usado periodicamente na primeira semana. Quando armazenado sem uso, a -18 ºC, o dispositivo era capaz de manter 96,67% de sua resposta inicial. O dispositivo utilizado no teste em fluxo tinha vida útil menor, de apenas três dias. Saturações não reversíveis da membrana podem ser a causa. No teste de interferência a membrana demonstrou responder também a molécula de ureia, mas em uma janela de resposta diferente, que permitia a diferenciação das contribuições das duas moléculas. Os dados obtidos com o EGFET quando comparados com os advindos da técnica de Eletroforese Capilar com detector C4D indicaram bom comportamento mas a técnica é útil em concentrações abaixo de 3 mmol.L-1 tendo a resposta mais significativa nesta área. Os resultados confirmaram que a resposta potenciométrica advinda do sensor fabricado poderia ser utilizada na identificação de variações da concentração de creatinina, podendo auxiliar na tomada de decisão terapêutica
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Abstract: Monitoring creatinine levels in body fluids is the gold standard for recognizing kidney dysfunction. In this research we have developed a photocurable membrane for the detection of creatinine. Using a measurement system based on field effect transistors and the detection membrane developed...
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Abstract: Monitoring creatinine levels in body fluids is the gold standard for recognizing kidney dysfunction. In this research we have developed a photocurable membrane for the detection of creatinine. Using a measurement system based on field effect transistors and the detection membrane developed by UV process (340-405 nm), we carried out comparative tests of creatinine recognition in static and flow systems for solutions prepared in different matrices. The potentiometric results are presented in two ways: source and drain current variation and transistor threshold voltage. The data is discussed and compared to Capillary Electrophoresis tests with a C4D detector and literature findings. The device was able to detect creatinine in water, synthetic urine and pH 4 buffer from the lowest concentration tested (3 mmol.L-1), achieving values between 21% and 31% within the range of creatinine variation for healthy individuals (3-27 mmol.L-1) with a coefficient of determination of R2 0.9701. The lowest LOD achieved in the tests was 1.31 mmol. L-1. The LOQs were between 4.34 mmol. L-1 to 24.13 mmol. L-1 for the different matrices. The system performed very well in measurements with hysteresis between 1.09% and 8.61%. Up to 90 days after manufacture, the sensor still maintained more than 70% of its initial response, even when used periodically during the first week. When stored unused at -18 ºC, the device was able to maintain 96.67% of its initial response. The device used in the flow test had a shorter shelf life of just three days. Non-reversible membrane saturations could be the cause. In the interference test, the membrane was also shown to respond to the urea molecule, but in a different response window, which allowed the contributions of the two molecules to be differentiated. The data obtained with EGFET when compared with that obtained with the Capillary Electrophoresis technique with C4D detector indicated good behavior, but the technique is useful at concentrations below 3 mmol.L-1, with the most significant response in this area. The results confirmed that the potentiometric response from the fabricated sensor could be used to identify variations in creatinine concentration and could help in therapeutic decision-making
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Aberto
Silva, José Alberto Fracassi da, 1970-
Orientador
Lima, Renato Sousa, 1984-
Avaliador
Alves, Wendel Andrade
Avaliador
Brazaca, Laís Canniatti
Avaliador
Sousa, Raphael Nagao de, 1984-
Avaliador
Dados de pesquisa: https://doi.org/10.25824/redu/FTQNAI
Microfluídica integrada a transistores de efeito de campo com porta estendida para a quantificação de marcadores de disfunções renais
Dhaniella Cristhina de Brito Oliveira
Microfluídica integrada a transistores de efeito de campo com porta estendida para a quantificação de marcadores de disfunções renais
Dhaniella Cristhina de Brito Oliveira