Detecção analítica da glicose sanguínea usando espectroscopia de impedância elétrica e fotometria

• Main Author: Pedro, Bruna Gabriela
• Publication Date: 2024
• Format: Doctoral thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da Udesc
• Download full: https://repositorio.udesc.br/handle/UDESC/18839
• topic: Engenharia elétrica; Espectrofotometria; Impedância bioelétrica; Automonitorização da Glicemia; Diagnóstico não invasivo

Esta tese tem por objetivo modelar a impedância elétrica e a absorbância com a concentração de glicose sanguínea para sistemas de medição não-invasivos. Inicialmente desenvolveu-se modelos matemáticos baseados em pesquisas bibliográficas e, em seguida, testados e corrigidos com dados de bancadas experimentais realizados pela autora. O modelo para espectroscopia de impedância elétrica inicial (modelo BGP) começa baseando a condutividade sanguínea na Teoria do Meio Efetivo utilizando as equações de Bruggemam, posteriormente, foram feitos os seguintes experimentos: (1) teste experimental de ringuer-lactato adicionado albumina com dois eletrodos de prata; (II) experimento para analisar a viscosidade do sangue bovino in vitro adicionado EDTA (anticoagulante) com acréscimo de glicose; (III) experimento com espectroscopia de impedância elétrica de sangue bovino in vitro com EDTA e acréscimo de glicose; (IV) experimento com espectroscopia de impedância elétrica com sangue humano ex vivo. Os testes de bancada possibilitaram melhorar o modelo BGP através da descrição correta da condutividade do sangue como uma função sigmoidal da concentração de glicose com erro máximo de 3,75%, deixa claro que testes in vitro com sangue bovino não pode representar os acontecimentos dinâmicos do metabolismo da glicose no sangue humano e a análise da sensibilidade demonstra limitações na configuração tetrapolar para altas concentrações de glicose. No modelo de espectrofotometria utilizou-se a lei de Lambert-Beer aplicada a um trio de LEDs (Light Emitting Diode) com comprimentos de onda próximos entre si na faixa do vermelho e infravermelho próximo, o modelo teve seu início com base teórica que prometia não-calibração do dispositivo se conhecido coeficiente de extinção da glicose em sangue. Os dois experimentos de espectrofotometria realizados com sangue humano ex vivo de duas voluntárias saudáveis distinguem largura da cubeta, escolha do branco e seleção dos comprimentos de onda. Mas, de forma absoluta, os resultados evidenciam o comportamento cúbico da absorbância em relação a variação de glicose. Limitações da lei de Lamber-Beer e referências da óptica não linear suportam os resultados e validam os experimentos. Os testes para o plasma com cubetas de quartzo de 1 mm deixam claros picos de absorção em 975 nm e 1194 nm. Trabalhos futuros para fotometria incluem dosagem de insulina na metodologia e para análise de bioimpedância elétrica estudos com eletrodos concêntricos para melhorar a sensibilidade. Contudo, ambas pesquisas devem incluir aumento no número de amostras saudáveis e testes com sangue diabético