Desenvolvimento de microssensores eletroquímicos para aplicações em estudos envolvendo amostras de interesse biológico utilizando a microscopia eletroquímica de varredura

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Selva, Jéssica Soares Guimaraes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: MEMS; Microagulhas; Microelectrodes; Microeletrodos; Microneedles; Microscopia Eletroquímica de Varredura; Potentiometric Sensors; Scanning Electrochemical Microscopy; SECM, Microsensors; SECM, Microssensores; Sensores potenciométricos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-26082022-124822/

Nesta tese são apresentadas estratégias para a fabricação de sensores eletroquímicos miniaturizados visando aplicações em amostras de interesse biológico. Sensores potenciométricos para pH foram fabricados a partir de filmes de IrOx utilizando duas abordagens diferentes. Na primeira, o dispositivo foi fabricado em micropipeta e aplicado em estudos de SECM envolvendo a determinação do pH de amostras biológicas. Estes dispositivos apresentaram resposta super-Nernstiana e estável, mesmo em amostras complexas. Assim, foi verificado que as proximidades das células C2C12 sofrem uma diminuição do pH após estimulação das células por cafeína. Em um outro estudo, foram verificadas diferenças significativas no pH no intestino médio de lagartas da ordem das lepdópteras ao longo de seus estágios de desenvolvimento. Todavia, o meio é, em geral, ligeiramente alcalino. A segunda abordagem envolveu o desenvolvimento de microagulhas de Si por meio da tecnologia MEMS. Estes dispositivos também tiveram sua superfície modificada com filme de IrOx sensíveis ao pH. A geometria e estabilidade mecânica das microagulhas tornam estes dispositivos bastante promissores para a aplicação em estudos de determinação in vivo. Um eletrodo de membrana íon-seletiva para Ca2+ foi fabricado em micropipeta e utilizado para avaliar a permeação de Ca2+ através de hidrogéis de alginato/gelatina. Foi verificado que a presença de nanopartículas magnéticas na composição do hidrogel aumenta a permeação do Ca2+, enquanto a cafeína tem efeito oposto, porém em menor intensidade. Por fim, a técnica de SECM foi utilizada para avaliar propriedades eletrocatalíticas de materiais nanoestruturados. No primeiro estudo, um microeletrodo nanoporoso de ouro foi utilizado para mapear a difusão de dopamina, simulando a liberação desta por uma célula. Nos dois últimos estudos, parâmetros cinéticos da reatividade destas superfícies foram obtidos por curvas de aproximação e a atividade catalítica promovida por estas superfícies foi constatada.