Abordagem integrada na análise química de amostras ambientais

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Química

Desenvolvimento de nanofilmes à base de óxido de tungsténio para aplicações em transístores electrocrómicos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

Compatibilidad entre nueve cepas de Biomphalaria glabrata de áreas endémicas y no endémicas y una cepa de Schistosoma mansoni venezolanas

Se infectaron experimentalmente 9 lotes de 32 caracoles B. glabrata (de 5 a 7mm de diámetro) con miracidios de la cepa C5 de Schistosoma mansoni a razón de 5 miracidios por caracol, pertenecientes a las siguientes cepas: En el área endémica de transmisión de Esquistosomiasis mansoni a) Sector Puerta Negra, Lago Valencia, b) Cagua c) Ingenio Bolívar (Estado Aragua) d) Mariara e) Caserío El 25 f) Güigüe (Estado Carabobo). Fuera del área endémica de transmisión g) Anzoátegui (Estado Lara), h) Chabasquén (Estado Portuguesa), i) Sector La Elvira, Caripe (Estado Monagas). El período prepatente intramolusco, osciló entre 23 y 25 días, para las 9 cepas evaluadas. La duración total de la infección fue muy variable desde 20 días para la cepa Chabasquén, hasta 93 días para la de Güigüe.La producción total promedio de cercarias al tercer día de iniciada la emisión varió desde X = 74,4 para la cepa de Mariara, hasta X = 591,7 para la cepa de Chabasquén. Se evidenció la existencia de diferencias estadísticamente significativas (H = 97,4, P < 0,05) en la producción total de cercarias al tercer día de iniciada la emisión, detectándose diferencias estadísticamente significativas para casi todas las 36 combinaciones, excepto para las cuatro siguientes: Mariara/Ingenio Bolívar, Cagua/Caserío El 25, Lago de Valencia/Güigüe y Güigüe/Caripe.En lo que respecta al porcentaje de caracoles que presentaron cura espontánea, los valores mas elevados se obtuvieron en las cepas del Lago de Valencia (88,8%), Cagua (85,2%), Chabasquén (82,6%), Caripe (82,6%) y Anzoátegui (80%). Mientras que el porcentaje mas bajo se obtuvo para la cepa de Güigüe (21,4%).

Optimização do factor de cobertura de condensadores de tântalo produzidos com pós de elevada carga específica

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Nanotecnologias e Nanociências

Estratégia de comercialização para a tira de teste PaperTrack para o diagnóstico e monitorização da diabetes mellitus

O objectivo deste projeto consiste na elaboração de uma estratégia de comercialização para uma tira de teste electroquímica para detecção quantitativa da concentração de glucose no sangue, visando o diagnóstico e a monitorização da diabetes mellitus. O dispositivo baseia-se na tecnologia da microfluídica em papel e encontra-se em fase de desenvolvimento laboratorial no Centro de Investigação de Materiais da Universidade Nova de Lisboa (CENIMAT). A estratégia elaborada foi desenvolvida para o mercado mexicano, após ter sido realizada uma análise comparativa entre os seis países do mundo com maior número de casos de pessoas portadoras de diabetes mellitus (a China, a Índia, os Estados Unidos da América, o Brasil, a Rússia e o México). A comercialização das tiras de teste neste mercado iniciará em 2016 e dependerá da criação de uma start-up, a Diagnostic Medical Solutions (DMS), que será responsável pelo desenvolvimento das operações relacionadas com a produção, marketing, atividade jurídica e financeira. Numa primeira fase, a executar em 2015, a DMS estabelecerá uma parceria com o centro de investigação CENIMAT com o objectivo de desenvolver a investigação das tiras de teste até garantir o nível de qualidade necessária para a introdução no mercado. No decorrer deste trabalho realizou-se uma estimativa para o custo de produção das tiras de teste em substrato de papel e propôs-se um preço de comercialização entre 3 a 5 vezes mais barato que o praticado entre os principais competidores diretos existentes no mercado mexicano. Foi ainda definida uma estratégia de entrada no mercado e, por forma a sustentar todas as operações comerciais adoptadas, foi elaborado um plano financeiro que reflete o modelo de negócio desenvolvido. O projeto requer um investimento inicial de 400 000€, com um período de reembolso de, aproximadamente 2 ano e um retorno esperado, após 6 anos de atividade, 11 vezes superior ao investimento inicial.

Printable organic and inorganic materials for flexible electrochemical devices

Portuguese Science Foundation - project Electra PTDC/CTM/099124/2008 and the PhD grant SFRH/BD/45224. financial support: Professor E. Fortunato’s ERC 2008 Advanced Grant (INVISIBLE contract number 228144), “APPLE” FP7-NMP-2010-SME/262782-2 and “SMARTEC” FP7-ICT-2009.3.9/258203

Lab on paper: biossensores colorimétricos de papel para a detecção de membros do complexo Mycobacterium tuberculosis

Este trabalho foi realizado no âmbito do projecto Lab on Paper, desenvolvido no Centro de Investigação de Materiais (CENIMAT) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (FCT - UNL)

Funcionalização de fibras de celulose em papel com nanopartículas: aplicação como bactericida

As doenças infecciosas emergentes e o desenvolvimento de resistência aos antibióticos, por parte das bactérias patogénicas e fungos, a um ritmo alarmante são uma questão de extrema preocupação. Apesar do aumento do conhecimento da patogénese microbiana e aplicação de terapias modernas, a taxa de mortalidade associada a infecções microbianas ainda permanece alta. Muitas destas infecções têm origem nos alimentos e água que ingerimos. Torna-se, portanto, urgente procurar novas estratégias e encontrar novos agentes antimicrobianos, a partir de substâncias naturais e inorgânicas para desenvolver novos fármacos ou agentes para controlar as infecções microbianas. É aqui, que a nanotecnologia entra em acção com o conceito de embalagem activa. Esta beneficia do uso de nanopartículas para aumentar a segurança e a qualidade de um produto pois estas possuem actividade antimicrobiana. A maioria das embalagens é feita de papel, que possui óptimas propriedades e características (baixo custo, porosidade e biodegrabilidade), tornando-se um substrato cobiçado em diversas áreas de investigação. Neste trabalho, uniu-se as vantagens do papel com as propriedades antimicrobianas das nanopartículas. Assim, impregnaram-se diferentes substratos de papel com nanopartículas, com o objectivo de testar qual o que apresenta maior actividade antibacteriana. Para tal utilizou-se o cartão, o saco de refeições de take-away, papel de mesa e papel de talheres, os quais foram impregnados com nanopartículas de prata, cobre, óxido de zinco e óxido de tungsténio, com concentrações variadas. Estas nanopartículas foram testadas em cinco bactérias diferentes: Staphylococcus aureus (ATCC6538), Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA) (RN4220) e Enterococcus faecalis (ATCC29212), Escherichia coli (ATCC8739) e Pseudomonas aeruginosa (ATCC9027) e numa levedura Candida albicans (ATCC10231). Dos testes anti-bacterianos realizados, concluiu-se que os melhores resultados foram obtidos para o cartão com AgNPs. Utilizando o cartão como substrato e as nanopartículas de prata como agente anti-bacteriano, estudou-se a influência da concentração de AgNPs (2, 10, 25 e 50mM). A concentração de 50mM revelou-se mais eficaz, em especial para a bactéria Pseudomonas aeruginosa (ATCC9027).

Desenvolvimento de um sensor colorimétrico em papel para a deteção de bactérias eletroquimicamente ativas

Bactérias eletroquimicamente ativas possuem a capacidade de transferir eletrões extracelularmente, durante a respiração celular. Esta característica tem sido atualmente explorada para aplicação na produção de eletricidade, tratamento de águas residuais, biorremediação e em diversas áreas da biotecnologia, onde a transferência eletrónica ocorre na presença de aceitadores insolúveis (tais como, óxidos metálicos e ânodos metálicos). Contudo, o número de espécies identificadas, isoladas e caracterizadas até à data é bastante reduzido. Os métodos atualmente disponíveis para deteção de bactérias eletroquimicamente ativas são morosos, dispendiosos e complexos de operar, tornando-se necessário o desenvolvimento de outros métodos mais rápidos, simples e menos dispendiosos que auxiliem na otimização das aplicações mencionadas. O objetivo principal deste trabalho foi o desenvolvimento de um sensor colorimétrico de papel utilizando um material eletrocrómico, trióxido de tungsténio, como camada ativa para a deteção destas bactérias. Para isso, foram definidos no papel poços delimitados por barreiras hidrofóbicas, através da impressão e difusão de uma camada de cera. As várias amostras de nanopartículas de WO3, sintetizadas por um método hidrotermal assistido por micro-ondas, foram depositadas nos poços por drop casting. As nanopartículas com estrutura cristalográfica hexagonal, impregnadas no sensor de papel, foram capazes de detetar com sucesso uma bactéria eletroquimicamente ativa, Geobacter sulfurreducens, desde uma fase de crescimento bastante inicial (Abs600 nm = 0,1, correspondente a 0,07 g/L com um rácio RGB de 1,10 ± 0,040) até à fase exponencial-tardia (Abs600 nm = 0,5, correspondente a 0,33 g/L com um rácio RGB de 1,33 ± 0,005), com P <0,0001. O sensor de papel e respetivo método de deteção colorimétrico desenvolvido neste trabalho, revelou ser sensível e específico à deteção destas bactérias, de uma forma rápida, simples e pouco dispendiosa.

Design e fabrico de novos eléctrodos impressos em papel para desenvolvimento de biossensores enzimáticos com aplicações biomédicas

Num mundo em crescente evolução é necessário tentar melhorar as condições de saúde global. Um factor importante para a prevenção e tratamento de doenças é o seu correcto diagnóstico. Uma vez que nem todos os países têm a mesma capacidade económica, existe a necessidade de se criar testes rápidos e baratos que possam ser acessíveis no mundo inteiro. Os point-of-care tests, como é o caso dos biossensores de glucose vastamente utilizados na monitorização da diabetes, apresentam uma solução para este problema. Os biossensores impressos em papel, em particular, são uma ferramenta que pode vir a ser muito útil na construção destes testes rápidos tornando-os mais “amigos do ambiente” e reduzindo os seus custos. O objectivo deste trabalho foi desenvolver biossensores enzimáticos, de segunda geração, impressos em papel e baseados na enzima glucose oxidase, para a detecção da glucose. Inicialmente foi feito um estudo de possíveis mediadores a utilizar, tendo-se escolhido o ferroceno por apresentar um limite de detecção adequado, ter apresentado um valor de potencial de redução relativamente baixo, 0.232 V vs pseudo ref. Ag/AgCl, ser um composto fácil de obter e com custos reduzidos. Os dispositivos baseiam-se em canais microfluídicos, eléctrodos e ligações eléctricas fabricadas em substrato de papel, utilizando as técnicas de impressão a cera, screen printing e inkjet printing. O circuito constituinte destes dispositivos foi feito recorrendo a tintas condutoras, sendo que, à tinta utilizada para o eléctrodo de trabalho foi incorporado o ferroceno. Sobre o eléctrodo de trabalho foi impressa glucose oxidase, utilizando a técnica de inkjet printing. Os eléctrodos fabricados apresentaram resposta à glucose, muito embora com baixa reprodutibilidade, podendo esta ser causada pela falta de controlo na preparação dos mesmos (manufactura manual e variabilidade da viscosidade da pasta usada no eléctrodo de trabalho). A técnica de inkjet printing em enzimas é ainda muito recente, existindo ainda alguns aspectos, como o seu efeito na actividade da enzima, que não foram avaliados neste projecto, mas que no futuro deverão ser estudados. Podemos concluir que, os eléctrodos deram uma resposta electroquímica consistente à adição de glucose, 8 mM- 30 mM, sendo que os mesmos foram reconhecidos no glucómetro comercial TRUETrackTM blood glucometer; no entanto, os valores de corrente dos dispositivos estavam abaixo do limite de detecção do instrumento.

Desenvolvimento de um papel de filtro de baixo custo para tratamento de água

É sabido que devido à escassez de água potável, nomeadamente em países sub-desenvolvidos, morrem milhares de pessoas por ano, com a procura de fontes de água alternativas, que por sua vez se encontram contaminadas com microrganismos patogénicos; a este facto também se salienta a possibilidade de ocorrência de catástrofes naturais, tornando-se necessário o desenvolvimento de sistemas de desinfecção prácticos, de baixo custo e eficientes. O trabalho experimental desenvolvido focou-se nestas realidades, tendo por objectivo principal o desenvolvimento de um papel bactericida, em particular, um papel de baixo custo como é o caso do papel de filtro de café, para aplicação em desinfecção de água. Este papel foi funcionalizado com nanopartículas sintetizadas de prata, óxido de zinco e com ambas, assim como com nanopartículas comerciais, cuja caracterização foi feita por Microscopia Electrónica de Varrimento (SEM, Scanning Electron Microscopy), Energia Dispersiva de Raios-X (EDS, Energy-dispersive X-ray Spectroscopy), Espectroscopia de Ultravioleta-Visível (UV-VIS Uv-Visible Spectroscopy), Difracção de Raios-X (DRX, X-Rays Diffraction), Análise Termogravimétrica (TA, Thermal Analysis), e Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC, Differencial Scanning Calorimetry) e a actividade anti-bacteriana dos papéis foi avaliada através de Testes de Sensibilidade aos Antibióticos, pelo Método de Kirby-Bauer, contra as bactérias S.a.ATCC25923 e E.coli ATCC25922. No decorrer das sínteses variaram-se alguns parâmetros consoante o tipo de nanopartícula, para as np´s de prata variou-se essencialmente a metodologia de síntese e o tipo de redutor, para as np´s de óxido de zinco, dado ser um composto fotossensível, submeteu-se o papel á luz ultravioleta, o que, por outro lado também esterelizava o papel, e para ter uma comparação, esterelizou-se também o papel pela autoclave, constatando-se, pelas técnicas de caracterização, nomeadamente DRX, que os papeis não continham nanopartículas de óxido de zinco mas sim de acetato de zinco. Surpreendentemente, nos papéis autoclavados já se detectou a presença de óxido de zinco. Com os papéis que evidenciararam maior actividade anti-bacteriana realizaram-se filtrações de membrana com amostras de água contaminada e a determinação da concentração de metal no filtrado foi realizada pela técnica de Espectroscopia de Absorção Atómica de Chama (Flame Atomic Absorption Spectroscopy) conseguindo-se uma taxa de redução bacteriana de practicamente 100% para E.coli NCTC 9001 e E.f NCTC775 com os papéis contendo acetato de zinco numa concentração de 50 mM e np´sAg e acetato de zinco, numa concentração de 10 mM. De forma a validar o trabalho desenvolvido a parte final consistiu em testar os filtros com melhores propriedades em águas contaminadas, tendo esse trabalho sido feito no Laboratório de Água de Consumo dos Serviços Municipalizados de Água e Saneamento de Almada.

Identificação de compostos bioactivos envolvidos na sinalização entre raízes e fungos micorrízicos

Fundação para a Ciência e a Tecnologia(FCT)