Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31466
Título: Avaliação do papel de nanopartículas de prata e de ouro no sensoriamento de toxinas urêmicas por meio de técnicas de espectroscopia ótica e aplicação do modelo pix2pix no ensaio de migração celular
Título(s) alternativo(s): Evaluation of the role of silver and gold nanoparticles in the sensing of uremic toxins through optical spectroscopy techniques and application of the pix2pix model in the cell migration assay
Autor(es): Schiefer, Elberth Manfron
Orientador(es): Fabris, José Luís
Palavras-chave: Nanopartículas
Colorimetria
Rins - Doenças
Uremia
Migração celular
Raman, Espectroscopia de
Nanoparticles
Colorimetry
Kidneys - Diseases
Cell migration
Raman spectroscopy
Data do documento: 31-Mar-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: SCHIEFER, Elberth Manfron. Avaliação do papel de nanopartículas de prata e de ouro no sensoriamento de toxinas urêmicas por meio de técnicas de espectroscopia ótica e aplicação do modelo pix2pix no ensaio de migração celular. 2023. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.
Resumo: Este trabalho propõe um sensor colorimétrico baseado em nanopartículas metálicas para quantificação de toxinas urêmicas ligadas a proteínas (PBUTs), assim como a aplicação do modelo pix2pix no aprimoramento do ensaio de migração celular. Na doença renal crônica (CKD) os rins perdem de maneira parcial ou total a capacidade de remoção de toxinas urêmicas (UTs) da circulação sanguínea, que comumente seriam excretados pela urina, resultando em uma maior concentração destes compostos no sangue. Esta condição se chama uremia e está fortemente associada a diversos efeitos deletérios no organismo, dentre eles as doenças cardiovasculares (DCV), principal causa de morte dos pacientes acometidos pela doença. A migração celular também pode ser afetada pela uremia. A fim de compreender e avaliar estes efeitos, se faz necessário monitorar e quantificar as concentrações de UTs em meios biológicos, assim como avaliar a capacidade de adesão e migração celular. Foram realizados experimentos de produção, caracterização e fotoconversão de nanopartículas, que permitiram observar que a relação da Ressonância plasmônica de superfície localizada (LSPR) e o tamanho médio das NPs quase-esféricas produzidas nas condições testadas não corroboraram com alguns artigos encontrados na literatura. O tamanho médio das nanopartículas de prata (AgNPs) e de ouro (AuNPs) próximo aos primeiros 20 min de ablação a laser pulsado em líquido (PLAL) diminuiu apesar do desvio da LSPR para o vermelho, sendo acompanhado pelo acréscimo da temperatura da solução. Com base nesses ensaios foi desenvolvido um sensor com AgNPs capaz de detectar concentrações urêmicas e normais de PBUTs, como o indoxil sulfato (IS) e p-cresil sulfato (PCS) com o uso de técnicas de espectroscopia ótica. A resposta do sensor a interferentes como a ureia e creatinina também foi avaliada e se mostrou reduzida quando comparada com a resposta do sensor frente as PBUTs, estando dentro do erro do controle mesmo após exposição ao peróxido de hidrogênio (H2O2). Para o melhoramento do ensaio de migração celular foi aplicado o modelo pix2pix, uma rede neural capaz de reduzir o viés humano na análise do experimento, a qual automatizou o processo de análise, e se mostrou eficiente na minimização ou eliminação do viés da análise manual.
Abstract: This work proposes a colorimetric sensor based on metallic nanoparticles for quantification of protein-bound uremic toxins (PBUTs), as well as the application of the pix2pix model in the improvement of the cell migration assay. In chronic kidney disease (CKD), the kidneys partially or completely lose their ability to remove uremic toxins (UTs) from the bloodstream, which would normally be excreted through the urine, resulting in a higher concentration of these compounds in the blood. This condition is called uremia and is strongly associated with several deleterious effects in the body, among them cardiovascular disease (CVD), the leading cause of death in patients affected by the disease. Cell migration can also be affected by uremia. In order to understand and evaluate these effects, it is necessary to monitor and quantify the concentrations of TUs in biological media, as well as to evaluate the capacity of cell adhesion and migration. Experiments of production, characterization and photoconversion of nanoparticles were performed, which allowed the observation that the ratio of localized surface plasmon resonance (LSPR) and the average size of the quasi-spherical NPs produced under the tested conditions did not corroborate with some articles found in the literature. The average size of the silver nanoparticles (AgNPs) and gold nanoparticles (AuNPs) near the first 20 min of pulsed laser ablation in liquid (PLAL) diminished although the LSPR redshifted, which was followed by the increase of the solution temperature. Based on these assays, a AgNPs sensor capable of detecting uremic and normal concentrations of PBUTs, such as indoxyl sulfate (IS) and p-cresyl sulfate (PCS) was developed using optical spectroscopy techniques. The sensor response to interferents such as urea and creatinine was also evaluated and was shown to be reduced when compared to the sensor response to PBUTs, being within the control error even after exposure to hydrogen peroxide (H2O2). To improve the cell migration assay, the pix2pix model was applied, a neural network capable of reducing human bias in the analysis of the experiment, which automated the analysis process, and proved efficient in minimizing or eliminating the bias of manual analysis.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31466
Aparece nas coleções:CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
avaliacaonanoparticulastoxinasuremicas.pdf4,5 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons