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Título: Biossensor de glicose reutilizável baseado em glicose oxidase e concanavalina a imobilizadas em composto de polianilina e óxido de grafeno reduzido montado em eletrodo de cobre
Título(s) alternativo(s): Reusable glucose biossensor based on glucose oxidase and concanavalin a immobilized in compound of polyaniline and reduced graphene oxide mounted in copper electrode
Autor(es): Martins, Alisson de Lima
Orientador(es): Schneider, Fábio Kurt
Palavras-chave: Estudos de viabilidade
Diabetes
Glicose
Açúcar no organismo
Engenharia biomédica
Eletrodos
Engenharia elétrica
Feasibility studies
Diabetes
Glucose
Sugar in the body
Biomedical engineering
Electrodes
Electric engineering
Data do documento: 28-Nov-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: MARTINS, Alisson de Lima. Biossensor de glicose reutilizável baseado em glicose oxidase e concanavalina a imobilizadas em composto de polianilina e óxido de grafeno reduzido montado em eletrodo de cobre. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2019.
Resumo: Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), em 2014 havia cerca de 442 milhões de pessoas com diabetes no mundo, das quais cerca de 7,4% eram brasileiras. No Brasil, o custo das hospitalizações relacionadas ao diabetes foi de 270 milhões de dólares em 2014. Cerca de 1,6 milhão de mortes foram atribuídas diretamente ao diabetes em 2016, e estima-se que até 2035 haverá 592 milhões de diabéticos em todo o mundo. Essa doença pode levar a sérias complicações no sistema cardiovascular, vasos sanguíneos, olhos, rins e nervos. Portanto, o desenvolvimento de dispositivos de monitoramento de nível glicêmico pessoal que operam de maneira confiável a baixo custo é de extrema importância. Neste estudo, um biossensor de glicose foi desenvolvido a partir da imobilização da glicose oxidase (GOX) e concanavalina A (ConA) em uma mistura de polianilina (PANI) e óxido de grafeno reduzido (OGR) depositada em um eletrodo de fabricação simples de baixo custo. As proteínas foram imobilizadas por reticulação com glutaraldeído. Os eletrodos de cobre foram feitos pelo método de transferência térmica em uma placa de cobre / fenolite. Foram desenvolvidas três variações do dispositivo, chamadas cobrePANIG/OGR-GOX, cobre-PANIG/OGR-GOX-ConA e PET/ITO-PANIG/OGRGOX. A mistura PANI-OGR foi caracterizada por espectroscopia UV-vis e voltametria cíclica. Os biossensores foram caracterizados na presença de H2O2 e D-glicose por voltametria cíclica e cronoamperometria. A partir das curvas de sensibilidade pode-se concluir que os dispositivos apresentaram comportamento linear de 31 a 217 mg/dL. Os valores de sensibilidade foram 36,30 μA/mM∙cm² para cobre-PANIG/OGR-GOX, 20,87 μA/mM∙cm² para cobre-PANIG/OGR-GOXConA e 9,90 μA/mM∙cm² para PET/ITO-PANIG/OGR-GOX.
Abstract: According to the World Health Organization (WHO), in 2014 there were about 442 million people with diabetes in the world, of which an estimated 7.4 % were Brazilian. In Brazil, the cost of diabetes-related hospitalizations was $ 270 million in 2014. About 1.6 million deaths were directly attributed to diabetes in 2016, and it is estimated that by 2035 there will be 592 million diabetics worldwide. Such a disease can lead to serious complications in the cardiovascular system, blood vessels, eyes, kidneys and nerves. Therefore, the development of personal glycemic level monitoring devices that operate reliably at low cost is of utmost importance. In this study, a glucose biosensor was developed from the immobilization of glucose oxidase (GOX) and concanavalin A (ConA) in a polyaniline (PANI) and reduced graphene oxide (rGO) blend deposited in a lowcost simple fabrication cooper electrode. The proteins were immobilized by glutaraldehyde crosslinking. Copper electrodes were made by the thermal transfer method on a copper/phenolite plate. Three variations of the device were developed, called Cu-PANIG/rGO-GOX, Cu-PANIG/rGO-GOX-ConA and PET/ITO-PANIG/rGO-GOX. The PANI-rGO mixture was characterized by UV-vis spectroscopy and cyclic voltammetry. Biosensors were characterized in the presence of H2O2 and D-glucose by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The devices presented linear behavior from 31 to 217 mg/dL. Sensitivity values were 36.30 μA/mM∙cm² for Cu-PANIG/rGO-GOX, 20.87 μA/mM∙cm² for CuPANIG/rGO-GOX-ConA, and 9.90 μA/mM∙cm² for PET/ITO-PANIG/rGO-GOX.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4609
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