Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/1822/77479

TitleOn-site and rapid optical assay to test biological samples
Author(s)Bertão, Ana Raquel Carvalho
Advisor(s)Neves, Isabel C.
Tao Dong
KeywordsUrinalysis
Zeolites
Dyes molecules
Encapsulation
Paper-based analytical devices
Colorimetric studies
Análise de urina
Zeólitos
Corantes
Encapsulação
Dispositivos de análise de microfluídica em papel
Estudos colorimétricos
Issue date2017
Abstract(s)Currently there is a need for diagnosis processes, which uses urine samples and offer quick, easy, and accurate results, since most of the traditional systems require time, material, facilities, and specialized personnel, which can affect the efficiency of the therapy chosen for the patient. In this context, this work reports two different strategies to improve the stability and latency of the results provided by a device specifically developed for the analysis of urine samples on diapers and early medical condition assessment. The main goal was to obtain stable, rapid, and easily interpretable results, by employing colorimetric detection, without the need of electricity to analyze several urine biomarkers. The device design already comprises components to provide the conditions for the results stability, such as a self-locking system and a cover layer. These same conditions were tested, and the outcomes suggest that the device has great potential to keep valid results for long periods. The encapsulation of the dye molecules, normally used in the bioassays, into hosts like zeolites nanostructures, which were used to enhance color stability, was also studied in order to have a chemical approach to this issue. These obtained dye nanomaterials were characterized by employing several techniques (Room Temperature Fourier Transform Infrared (FTIR), N2 adsorption isotherms, scanning electron microscopy (SEM/EDX), thermogravimetric analysis (TGA) and powder X-ray diffraction (XRD)) and, the results show that the encapsulation of the dyes was successfully achieved, preserving both the guest and host structures. Regarding the colorimetric results, a long-time stability of the dye colors was achieved due to their encapsulation into the zeolite nanostructures. The choice of the type of paper for the μPAD and the zeolite nanostructures properties influences the colorimetric response. The results obtained in this work were promising for the studied assays, and the strategy could also be extended to other biomarkers.
Atualmente, existe uma necessidade de processos de diagnóstico que utilizem amostras de urina e ofereçam resultados rápidos, fáceis e precisos, uma vez que a maioria dos métodos tradicionais requerem tempo, material, instalações e pessoas especializadas, o que pode afetar a eficiência da terapia escolhida para o paciente. Neste contexto, este trabalho explora duas estratégias diferentes para melhorar a estabilidade e latência dos resultados obtidos por um dispositivo especificamente desenvolvido para a análise de urina em fraldas e avaliação médica prévia (monitorização da saúde). O objetivo principal foi obter resultados estáveis, rápidos e fáceis de interpretar, ao utilizar a deteção colorimétrica, sem necessidade de eletricidade para analisar vários biomarcadores da urina. O design do dispositivo já contém componentes para fornecer as condições para a estabilidade dos resultados, tal como um sistema de fecho automático e uma camada de cobertura. Estas mesmas condições foram testadas e os resultados sugerem que o dispositivo tem grande potencial para manter a validade dos resultados por longos períodos de tempo. O encapsulamento de moléculas de corantes, normalmente utilizadas em ensaios biológicos, em hospedeiros como zeólitos, no sentido de aumentar a estabilidade das cores das moléculas, foi também estudado com o objetivo de explorar uma abordagem química ao problema. Os nanomateriais obtidos foram caracterizados por várias técnicas (Espetroscopia de infravermelhos (FTIR), isotérmicas de adsorção de N2, microscopia eletrónica de varrimento (SEM/EDX), análise termogravimétrica (TGA) e difração de raio-X (XRD)) e os resultados confirmam que o encapsulamento das moléculas, com a preservação das estruturas dos corantes e dos respetivos hospedeiros. Em relação aos resultados colorimétricos, foi alcançada uma estabilidade das cores dos corantes por um longo período de tempo devido ao seu encapsulamento nas estruturas dos zeólitos. A escolha do tipo de papel para os μPADs e as propriedades dos zeólitos demostraram ter influência na resposta colorimétrica. Os resultados obtidos neste trabalho são promissores para os ensaios estudados, e o método pode também ser estendido a outros biomarcadores.
TypeMaster thesis
DescriptionDissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química
URIhttps://hdl.handle.net/1822/77479
AccessRestricted access (Author)
Appears in Collections:BUM - Dissertações de Mestrado

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