Projeto e desenvolvimento de uma plataforma automatizável para sensor baseado na ressonância de plasmons de superfície

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Francisco Josiran da
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
Texto Completo: https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/6840
Resumo: Biological event detection systems are essential for understanding and monitoring molecular interactions. Among the detection technologies, commonly used, those based on Surface Plasmon Resonance (SPR) stand out due to their high sensitivity. The instrumentation of SPR sensors requires optical, electronic, fluidic and mechanical components, carefully positioned for the correct excitation of the phenomenon. These components are normally rearranged in fixed positions. Any adjustments are made manually, in order to adjust the sensor so that they always work in the same condition of use. In addition, many sensors have bulky instrumentation and expensive procedures, requiring well-trained operators and advanced laboratory infrastructure for component adjustments. The PPBIO biochip makes it possible to develop SPR sensors in a practical, less complex way, avoiding the need for rotational mechanical elements. However, the structures for this biochip are also based on components with fixed positions. This work seeks to perform faster analysis in relation to the mechanical platform, optimizing data processing and acquisition. The results obtained, through the analysis between the theoretical and experimental curve, allowed to conclude that the more accentuated and deep the SPR curve, the better optical coupling and, consequently, the better the SPR phenomenon. They made it possible to analyze the width of the SPR curve, concluding that the more pronounced, the greater the detection precision and the better optical coupling; and the smaller the width, the better the sensitivity, consequently, the better the SPR phenomenon. Thus, the automated platform, as a scientific contribution, has application to operate in the angular interrogation mode, as it provides a better alignment of the optical coupling. Having one of the advantages of the platform, the temperature control, able to avoid slight distortions in the optical path
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spelling Projeto e desenvolvimento de uma plataforma automatizável para sensor baseado na ressonância de plasmons de superfíciePPBIOSensor ópticoRessonância de Plasmons de SuperfícieInstrumentação eletrônicaSurface Plasmons ResonanceOptical sensorCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICABiological event detection systems are essential for understanding and monitoring molecular interactions. Among the detection technologies, commonly used, those based on Surface Plasmon Resonance (SPR) stand out due to their high sensitivity. The instrumentation of SPR sensors requires optical, electronic, fluidic and mechanical components, carefully positioned for the correct excitation of the phenomenon. These components are normally rearranged in fixed positions. Any adjustments are made manually, in order to adjust the sensor so that they always work in the same condition of use. In addition, many sensors have bulky instrumentation and expensive procedures, requiring well-trained operators and advanced laboratory infrastructure for component adjustments. The PPBIO biochip makes it possible to develop SPR sensors in a practical, less complex way, avoiding the need for rotational mechanical elements. However, the structures for this biochip are also based on components with fixed positions. This work seeks to perform faster analysis in relation to the mechanical platform, optimizing data processing and acquisition. The results obtained, through the analysis between the theoretical and experimental curve, allowed to conclude that the more accentuated and deep the SPR curve, the better optical coupling and, consequently, the better the SPR phenomenon. They made it possible to analyze the width of the SPR curve, concluding that the more pronounced, the greater the detection precision and the better optical coupling; and the smaller the width, the better the sensitivity, consequently, the better the SPR phenomenon. Thus, the automated platform, as a scientific contribution, has application to operate in the angular interrogation mode, as it provides a better alignment of the optical coupling. Having one of the advantages of the platform, the temperature control, able to avoid slight distortions in the optical pathSistemas de detecção de eventos biológicos são essenciais para o entendimento e monitoramento de interações moleculares. Dentre as tecnologias de detecção, comumente usadas, as baseadas em ressonância de Plasmons de Superfície (SPR) ganham destaque devido a sua alta sensibilidade. A instrumentação de sensores SPR exige componentes ópticos, eletrônicos, fluídicos e mecânicos, cuidadosamente posicionados para a correta excitação do fenômeno. Normalmente, estes componentes são rearranjados em posições fixas. Eventuais ajustes são realizados de maneira manual, de modo a ajustar o sensor para que funcionem sempre em uma mesma condição de uso. Além disso, muitos sensores contam com instrumentação volumosa e procedimentos caros, exigindo operadores bem treinados e infraestrutura avançada de laboratório para ajustes dos componentes. O biochip PPBIO possibilita o desenvolvimento de sensores SPR de forma prática, menos complexa, evita-se a necessidade de elementos mecânicos rotacionais. Todavia, as estruturas para esse biochip também são baseadas em componentes com posições fixas. Este trabalho busca realizar análises mais rápidas em relação a plataforma mecânica, otimizando o processamento e a aquisição de dados. Os resultados obtidos, por meio da análise entre a curva teórica e experimental, permitiram concluir que quanto mais acentuada e profunda a curva SPR melhor acoplamento óptico e, consequentemente, melhor o fenômeno SPR. Possibilitaram analisar a largura da curva SPR, concluindo-se que quanto mais acentuada, maior a precisão de detecção e melhor acoplamento óptico; e quanto menor a largura, melhor a sensibilidade, consequentemente, melhor o fenômeno SPR. Dessa forma, a plataforma automatizada, como contribuição científica, tem aplicação para operar no modo de interrogação angular, pois fornece um melhor alinhamento do acoplamento óptico. Tendo como uma das vantagens da plataforma, a não necessidade do uso sistemas rotacionais, a redução do efeitos térmicos capaz de evitar leves distorções no caminho óptico, gerando uma melhor resposta, estabilidade, sensibilidade com boa repetitividade e maior precisão da curva SPRTrabalho não financiado por agência de fomento, ou autofinanciadoUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoBrasilCentro de Engenharias - CEUFERSAPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaOliveira, Leiva Casemiro01626591300http://lattes.cnpq.br/1292601001838768Costa, Marcus Vinicius Silverio02599398380http://lattes.cnpq.br/9147299200917284Nogueira, Antonio Marcus29158761420http://lattes.cnpq.br/2237395961717699Silva, Francisco Josiran da2021-12-17T13:34:17Z2021-04-262021-12-17T13:34:17Z2021-01-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSilva (2021) (SILVA, 2021)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/6840porSILVA, Francisco Josiran da. Projeto e desenvolvimento de uma plataforma automatizável para sensor baseado na ressonância de plasmons de superfície. 2021. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica), Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró, 2021.CC-BY-SAhttps://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2023-10-30T20:28:59Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/6840Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2023-10-30T20:28:59Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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