A novel antibody-like material for breast cancer antigen CA15-3, used to track breast cancer by potentiometric transduction

This work presents the development of a low cost sensor device for the diagnosis of breast cancer in point-of-care, made with new synthetic biomimetic materials inside plasticized poly(vinyl chloride), PVC, membranes, for subsequent potentiometric detection. This concept was applied to target a conventional biomarker in breast cancer: Breast Cancer Antigen (CA15-3). The new biomimetic material was obtained by molecularly-imprinted technology. In this, a plastic antibody was obtained by polymerizing around the biomarker that acted as an obstacle to the growth of the polymeric matrix. The imprinted polymer was specifically synthetized by electropolymerization on an FTO conductive glass, by using cyclic voltammetry, including 40 cycles within -0.2 and 1.0 V. The reaction used for the polymerization included monomer (pyrrol, 5.0×10-3 mol/L) and protein (CA15-3, 100U/mL), all prepared in phosphate buffer saline (PBS), with a pH of 7.2 and 1% of ethylene glycol. The biomarker was removed from the imprinted sites by proteolytic action of proteinase K. The biomimetic material was employed in the construction of potentiometric sensors and tested with regard to its affinity and selectivity for binding CA15-3, by checking the analytical performance of the obtained electrodes. For this purpose, the biomimetic material was dispersed in plasticized PVC membranes, including or not a lipophilic ionic additive, and applied on a solid conductive support of graphite. The analytical behaviour was evaluated in buffer and in synthetic serum, with regard to linear range, limit of detection, repeatability, and reproducibility. This antibody-like material was tested in synthetic serum, and good results were obtained. The best devices were able to detect 5 times less CA15-3 than that required in clinical use. Selectivity assays were also performed, showing that the various serum components did not interfere with this biomarker. Overall, the potentiometric-based methods showed several advantages compared to other methods reported in the literature. The analytical process was simple, providing fast responses for a reduced amount of analyte, with low cost and feasible miniaturization. It also allowed the detection of a wide range of concentrations, diminishing the required efforts in previous sample pre-treating stages.

Carnitine tailored Sensors on Surface Molecular Imprinting based on Graphene layers

III Jornadas de Electroquímica e Inovação (Electroquímica e Nanomateriais), na Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real, 16 a 17 de Setembro de 2013

Host-Tailored Sensors for Carnitine Potentiometric Measurements based on Surface Molecular Imprinting

Graduate Student Symposium on Molecular Imprinting 2013, na Queen’s University, Belfast, United Kingdom, 15 a 17 de Agosto de 2013

A potentiometric magnetic immunoassay for rapid detection of Salmonella typhimurium

Potentiometric detection with homemade polymeric membrane microelectrodes was coupled to a magnetic sandwich immunoassay for Salmonella typhimurium determination. Cadmium and sodium ion selective electrodes were used respectively as indicator and pseudo-reference electrodes and were prepared in pipette tips to allow potentiometric measurements in microliter sample volumes. In the proposed method, the concentration of S. typhimurium was proportional to the amount of cadmium released upon dissolution of a CdS nanoparticle labeled to the secondary detection antibody. The limit of detection was 2 cells per 100 μL. The immunomagnetic assay with potentiometric detection is suitable for sensitive and rapid (average total time per assay of 75 minutes) detection of S. typhimurium in milk samples. The proposed method is easy to perform, safe, sensitive, and low cost and has potential for in situ analysis.

“Green Electrodes” Modified with Au Nanoparticles Synthesized in Glycerol, as Electrochemical Nitrite Sensor

A new environmentally friendly Au nanoparticles (Au NPs) synthesis in glycerol by using ultraviolet irradiation and without extra-added stabilizers is described. The synthesis proposed in this work may impact on the non-polluting production of noble nanoparticles with simple chemicals normally found in standard laboratories. These Au NPs were used to modify a carbon paste electrode (CPE) without having to separate them from the reaction medium. This green electrode was used as an electrochemical sensor for the nitrite detection in water. At the optimum conditions the green sensor presented a linear response in the 2.0×10−7–1.5×10−5 M concentration range, a good detection sensitivity (0.268 A L mol−1), and a low detection limit of 2.0×10−7 M of nitrite. The proposed modified green CPE was used to determine nitrite in tap water samples.

Desenvolvimento do processo de produção de peça plástica revestida a PVC para a indústria automóvel

O desenvolvimento do processo de produção de um produto para a indústria automóvel é sempre um desafio de nível de dificuldade exigente. Este trabalho teve por base o estudo do desenvolvimento do processo de produção de um produto para a área automóvel, constituído por diversos componentes e exigindo diversas etapas de produção. O desafio partiu de um cliente da SIMOLDES - PLÁSTICOS, S.A. que necessitava de uma peça em plástico para um novo modelo de automóvel. Foram estabelecidas as condições iniciais impostas pelo cliente e foram estudados os condicionalismos impostos pelas mesmas. Foram estudadas diferentes alternativas com vista à optimização do processo, garantindo a qualidade e tentando minimizar o custo final do produto. Foi realizada uma optimização dos moldes, por forma a poderem ser utilizadas máquinas com Força de Fecho mais baixa. Foram desenvolvidos alguns equipamentos que permitiram à empresa optar por novas formas de produção, utilizando materiais mais amigos do ambiente. Foram estudadas as condições de distribuição e optimização das tarefas, com vista à garantia do cumprimento dos prazos de entrega exigidos pelo cliente. Foi estudado o ‘layout’ que optimizou as operações de transporte das diferentes peças que constituem o produto final. Este trabalho foi elaborado com base num trabalho desenvolvido e implementado na SIMOLDES – PLÁSTICOS, S.A.

Selective synthesis under microwave irradiation of new monomers for potential applications in PDLC films

Dissertation to obtain the degree of master in Bioorganic

Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses

O presente trabalho tem como objetivo a otimização da etapa de fermentação dos açúcares obtidos a partir da drêche cervejeira para produção do bioetanol através da utilização das leveduras Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NCYC 2791 como agentes fermentativos. O meio de cultura usado para manter as culturas destas leveduras foi Yeast Extract Peptone Dextrose (YEPD). O principal propósito deste trabalho foi o de encontrar alternativas aos combustíveis fósseis, pautando-se por soluções inofensivas para o meio ambiente e sustentáveis. Assim, o trabalho está dividido em quatro etapas: 1) caraterização química e biológica da drêche; 2) pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática para primeiramente quebrar as moléculas de lenhina que envolvem os polímeros de celulose e hemicelulose e em seguida romper as ligações poliméricas destas macromoléculas por ação enzimática e transforma-las em açúcares simples, respetivamente, obtendo-se então a glucose, a maltose, a xilose e a arabinose; e, por último, 3) otimização da etapa de fermentação da glucose, maltose e das pentoses que constitui a condição essencial para se chegar à síntese do bioetanol de um modo eficiente e sustentável e 4) a recuperação do bioetanol produzido por destilação fracionada. A quantificação dos açúcares libertados no processo foi feita recorrendo a análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Neste estudo foram identificados e quantificados cinco açúcares: Arabinose, Glucose, Maltose, Ribose e Xilose. Na etapa de pré-tratamento e hidrólise enzimática foram usados os ácidos clorídrico (HCl) e nítrico (HNO3) com a concentração de 1% (m/m), e as enzimas Glucanex 100g e Ultraflo L. Foram testadas seis condições de pré-tratamento e hidrólise enzimática, alterando os parâmetros tempo de contacto e razão enzimas/massa de drêche, respetivamente, e mantendo a temperatura (50 ºC), velocidade de agitação (75 rpm) e concentração dos ácidos (1% (m/m)). No processamento de 25 g de drêche seca com 0,5 g de Glucanex, 0,5 mL de Ultraflo e um tempo de reação de 60 minutos para as enzimas foi obtida uma eficiência de 15%, em hidrolisado com 6% da celulose. Realizou-se a fermentação do hidrolisado resultante do pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática de drêche cervejeira e de meios sintéticos preparados com os açúcares puros, usando as duas estirpes selecionadas para este estudo: Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NYCY 2791. As eficiências de fermentação dos açúcares nos meios sintéticos foram superiores a 80% para ambas as leveduras. No entanto, as eficiências de fermentação do hidrolisado da drêche foram de 45,10% pela Pichia stipitis e de 36,58 para Kluyveromyces marxianus, para um tempo de fermentação de 72 horas e à temperatura de 30 °C. O rendimento teórico em álcool no hidrolisado da drêche é de 0,27 g/g, três vezes maior do que o real (0,0856 g/g), para Pichia stipitis e de 0,19 g/g seis vezes maior do que o real (0,0308 g/g), para a Kluyveromyces marxianus.

Edible coatings based on chitosan-beeswax emulsions

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Non-clinical isolates bring new findings on enterococcal virulence

Dissertation presented to obtain the PhD degree in Biology

Towards cryogenic liquid –vapor energy storage units for space applications

Dissertation to obtain the Doctoral degree in Physics Engineering

Deeper insights into SRB-driven biocorrosion mechanisms

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Química Sustentável

Effect of surfactant on PDLC films with and without permanent memory effect

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

The compatibility of earth-based repair mortars with rammed earth substrates

3rd Historic Mortars Conference, 11-14 September 2013, Glasgow, Scotland

Padrão de prescrição de psicofármacos em unidades de internamento agudo de serviços de psiquiatria em Portugal

RESUMO: Os psicofármacos desempenham um papel central no tratamento das doenças mentais. Apesar das divergências verificadas nos padrões de prescrição de psicofármacos intra e inter países, diversos estudos têm alertado para os riscos da polifarmácia e da sobredosagem, particularmente de antipsicóticos. Em Portugal, o Plano Nacional de Saúde Mental 2007-2016 prevê a monitorização periódica do padrão de prescrição de psicofármacos. No entanto, apenas existem dados relativos à utilização de psicofármacos em ambulatório, faltando dados relativos ao padrão de prescrição nos cuidados especializados. Este estudo teve como principal objetivo estabelecer o Padrão de Prescrição de Psicofármacos em Unidades de Internamento Agudo de Serviços de Psiquiatria em Portugal e determinar a prevalência da polifarmácia e sobredosagem antipsicótica, de modo a recolher dados que possam servir de base para posteriores monitorizações. Métodos: “Censo de 1 dia” da prescrição de psicofármacos em 12 Unidades de Internamento Agudo de Psiquiatria em Portugal, num total de 272 doentes. Resultados: A larga maioria (94,1%) dos doentes incluídos estava medicada com mais do que um psicofármaco. Apenas 1,1% dos doentes não tinham qualquer psicofármaco prescrito e 4,8% encontravam-se em monoterapia. A média de psicofármacos prescritos por doente era de 3,2±1,3, significativamente superior nos indivíduos do sexo feminino, naqueles com antecedentes de acompanhamento em consulta de psiquiatria, nos que tinham internamentos prévios e nos que estavam internados voluntariamente. As classes de psicofármacos mais prescritas de modo regular eram os antipsicóticos (prescritos a 87,5% dos doentes), as benzodiazepinas (81,2% dos doentes), os antidepressivos (39% dos doentes) e os estabilizadores de humor (31,6% dos doentes). Dos doentes medicados com antipsicóticos, 41,6% tinham prescritos pelo menos 2 antipsicóticos em associação e esta prescrição combinada era significativamente superior nos doentes com internamento prévio e naqueles que tinham prescrito um antipsicótico injetável de ação prolongada. Excluindo as prescrições em SOS, encontraram-se prescritas doses de antipsicóticos superiores às recomendadas em 13,9% dos doentes, os quais eram significativamente mais novos. A sobredosagem antipsicótica era significativamente superior nos doentes do sexo masculino, nos desempregados e reformados, naqueles com internamento prévio, nos que estavam internados compulsivamente, naqueles com diagnóstico de “esquizofrenia ou outra psicose”, naqueles medicados com antipsicóticos em associação e nos que faziam antipsicóticos injetáveis de ação prolongada. Incluindo as prescrições de antipsicóticos em SOS, presentes em mais de metade dos doentes, a percentagem de doentes em sobredosagem antipsicótica atingia os 49,2%. Conclusão: Os resultados são indicadores de práticas de prescrição divergentes das recomendadas, o que pode ter implicações clínicas e económicas. Parece imperativo otimizar a prescrição de psicofármacos nas unidades de internamento agudo de psiquiatria em Portugal, no sentido de melhorar a qualidade dos serviços prestados ---------------- ABSTRACT: Psychotropic drugs play a central role in the treatment of mental disorders. Despite the variation in patterns of psychotropic prescription within and between countries, several studies have warned about the risks of prescribing more than one psychotropic drug at a time and “high-doses”, particularly antipsychotics. The Portuguese National Mental Health Plan (2007–2016) includes regular monitoring of patterns of psychiatric drug prescription. However, there is only available data on the pattern of use in outpatients, but no information regarding prescribing patterns at the level of specialized care. This study aimed to establish psychotropic drug prescribing patterns in acute psychiatric wards across Portugal and to determine the prevalence of antipsychotic polypharmacy and “high-doses” treatment, in order to collect data that can serve as a baseline for future monitoring. Methods: "One day census" of psychotropic drug prescribing in 12 Acute Inpatient Psychiatry Units in Portugal, in a total of 272 patients. Results: The majority (94.1%) of patients were treated with more than one psychotropic drug. Only 1.1% of patients had no psychotropic drugs prescribed and 4.8% were on monotherapy. The average prescribed psychotropics per patient was 3.2 ± 1.3, significantly higher in females, in patients with a psychiatry history, in patients with previous admissions and in patients admitted voluntarily. The most commonly prescribed classes of psychotropic drugs on a regular basis were: antipsychotics (87.5% of patients), benzodiazepines (81.2% of patients), antidepressants (39% of patients) and mood stabilizers (31.6% of patients). Of patients taking antipsychotics, 41.6% had at least 2 antipsychotics prescribed in combination, and this prescription combination was significantly higher in patients with previous hospitalization and those who had been prescribed a long-acting injectable antipsychotic. Excluding p.r.n. prescriptions, we verified higher than recommended antipsychotic doses in 13.9% of patients, which were significantly younger. Antipsychotic “high-doses” was significantly higher in males, unemployed and pensioner patients, patients with previous hospitalization, involuntary admitted patients, those diagnosed with "schizophrenia or other psychosis", patients with a combination of 2 or more antipsychotics and in patients with long-acting injectable antipsychotics. Including antipsychotics p.r.n. prescriptions, present in more than a half of patients, the percentage of those on antipsychotic “high-doses” reached 49.2%. Conclusion: These results are indicative of prescribing practices divergent of those that are recommended, and this may have clinical and economic implications. It seems imperative to optimize the prescription of psychotropic drugs in Portuguese Acute Inpatient Psychiatry Units, in order to improve the quality of services provided.