| spelling |
Rodrigo Gribel LacerdaAndre Santarosa FerlautoJuan Carlos Gonzalez PerezLeonel Muniz Meireles2019-08-09T13:33:38Z2019-08-09T13:33:38Z2016-02-17http://hdl.handle.net/1843/BUOS-AQ2PWCO grafeno tem emergido como uma importante ferramenta para o estudo e aplicação em biossensores. Com apenas um átomo de espessura, sua relação área/volume é muito grande, com propriedades eletrônicas únicas, o grafeno é extremamente sensível a modificações em sua superfície, que o torna um importante instrumento para o estudo de sistemas biológicos. Nesta dissertação, nos empenhamos em aprimorar o entendimento do grafeno como um material sensor realizando um estudo dos mecanismos de detecção. Executamos, como prova de conceito, a confecção de dispositivos em uma arquitetura de transistor de efeito de campo (FET) utilizando o grafeno como o canal condutor e aplicamos a tensão de gate através de uma solução eletroquímica. Exploramos três tipos de dispositivos: biossensor de pH, biossensor de acetilcolina e biossensor de anti-HSA. Nos sensores de acetilcolina e nos sensores de anti-HSA o grafeno estava funcionalizado respectivamente com PBSE + acetilcolinesterase e PBSE + HSA. Para os sensores de pH o grafeno não estava funcionalizado. Nossos experimentos consistiram em verificar a evolução das propriedades elétricas do grafeno funcionalizado, quando este entra em contato com anti-HSA em diferentes concentrações (sensor de anti-HSA), com a acetilcolina (sensor de acetilcolina) e a evolução das propriedades elétricas do grafeno quando em contado com PBS (phosphate buffered saline) com diferentes pH (sensor de pH). Os resultados mostram que o grafeno, sem funcionalização, é sensível a mudança de pH da solução em uma variação de 25 mV/pH. Este resultado é importante para a interpretação e entendimento do mecanismo sensoriamento do biossensor de acetilcolina, sendo capaz de detectar acetilcolina em uma concentração de 3,33 mmol/L. O dispositivo com grafeno funcionalizado com PBSE+HSA foi capaz de detectar a anti-HSA em uma concentração de 3,33 mmol/L. Também foram realizadas medidas para caracterizar a influência da funcionalização sobre o grafeno. Para cada resultado obtido é realizamos uma discussão sobre o processo de sensoriamento do referente dispositivo.Graphene have emerged as an important tool for use and study in biosensor. With only one atom thick, its surface area/volume ratio is very large, combined with unique electronic properties, graphene is extremely sensitive to changes on its surface, which makes it a promising template for probing biological systems. In this work, we strive to improve the understanding of graphene as sensor material, by conducting a study to develop different detection approaches. We execute, as a proof of concept, the fabrication of devices in a field-effect transistor architecture (FET) using graphene as the conductor channel and appling a gate voltage via an electrochemical solution. We explored three types of devices: pH biosensor, the acetylcholine biosensor and the ant-HSA biosensor. In acetylcholine sensors and ant-HSA sensors, the graphene was functionalized with PBSE + acetylcholinesterase and PBSE + HAS respectively. For pH sensors, the graphene not was functionalized. Our experiments consists to verify the evolution of the electrical properties of functionalized graphene when it comes in contact with anti-HSA at different concentrations (ant-HSA sensor), with acetylcholine (acetylcholine sensor) and evolution of electrical graphene properties when in contact with PBS (phosphate buffered saline) at different pH (pH sensor). The results show that graphene, without functionalization, is sensitive to change of pH solution in a variation of 25 mV/pH. This result is important for the interpretation and understanding of the sensing mechanism acetylcholine biosensor, which was able to detect acetylcholine in a concentration of 3.33 mmol/L. The functionalized graphene device PBSE + HSA detected anti-HSA at a concentration of 3.33 mmol/L. In addition, measurements were performed to characterize the influence of functionalization of graphene. For each result, we performed a discussion of the sensing mechanism for each device.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGAcetilcolinaTransistoresBiosensoresEletroquimicaGrafenoAnti-HSAAcetilcolinaBiossensorEletroquímicaPhTransistorGFETGrafenoEstudo e aplicação do grafeno como biossensorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdissertacao_mestrado.leonel.2016.pdfapplication/pdf2786501https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-AQ2PWC/1/dissertacao_mestrado.leonel.2016.pdf1bd98940f4da01968fd68db3ebb1b944MD51TEXTdissertacao_mestrado.leonel.2016.pdf.txtdissertacao_mestrado.leonel.2016.pdf.txtExtracted texttext/plain108857https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-AQ2PWC/2/dissertacao_mestrado.leonel.2016.pdf.txt34da6aa9768a4569110342cc786efd76MD521843/BUOS-AQ2PWC2019-11-14 04:39:22.673oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUOS-AQ2PWCRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T07:39:22Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
|