Este documento apresenta uma revisão de biossensores para monitoramento ambiental. Discute vários biossensores para detecção de pesticidas, patógenos e outros poluentes, incluindo o tipo de elemento de reconhecimento biológico e transdutor utilizado. Apresenta tabelas comparando o desempenho de diferentes biossensores para detecção de pesticidas e seus limites de detecção para patógenos.
O documento discute biossensores, abordando conceitos fundamentais, materiais e fabricação, e aplicações. Na Parte 1, conceitos como definição, história, elementos e classificação de biossensores são explicados. A Parte 2 descreve nanomateriais, tecnologias como MEMS e dispositivos microfluídicos usados na fabricação. A Parte 3 lista aplicações de biossensores para detecção de glicose, câncer e dengue.
O documento discute o uso de biossensores para automatizar processos químicos e médicos, eliminando erros humanos e reduzindo custos. Biossensores podem detectar substâncias como glicose, lactato e colesterol em amostras biológicas e tem aplicações potenciais no monitoramento de diabéticos. O documento conclui que biossensores podem simplificar exames médicos e fornecer resultados mais precisos.
O documento discute biossensores enzimáticos, definindo-os como dispositivos analíticos compostos por uma entidade biológica de reconhecimento acoplada a um transdutor físico-químico. Descreve características gerais de biossensores como portabilidade e tempo de resposta rápido, além de aplicações em medicina, indústria farmacêutica e ambiental. Também aborda componentes como biorreceptores enzimáticos e métodos de transdução, com ênfase em biossensores enzim
Biossensores de glicose e suas aplicaçōesBruno Otilio
- O documento propõe um biossensor para medição contínua de glicemia usando micro-agulhas e display sem fio. O biossensor usaria imobilização enzimática e transdução eletroquímica para medir a glicose no fluido intersticial a cada 72 horas.
- O biossensor ofereceria uma alternativa não invasiva para monitoramento contínuo de glicemia, potencialmente melhorando o controle de diabetes. Entretanto, seria necessário testar a sensibilidade da área proposta para aplicação das micro-agulhas e estimar com
O documento discute a utilização de biossensores, dispositivos que integram um bioreceptor e um transdutor para produzir um sinal proporcional à concentração de um analito. Biossensores podem automatizar processos químicos e melhorar o tratamento de pacientes de forma precisa e sem falhas humanas, principalmente no monitoramento da glicose. O documento revisa diferentes tipos e aplicações de biossensores.
O documento discute técnicas de extração e análise de substâncias voláteis encontradas em plantas medicinais, como óleos essenciais. Apresenta os processos convencionais de extração como hidrodestilação e prensagem, bem como técnicas mais avançadas e em microescala como SPME e SBSE. Destaca a importância da escolha do método de extração para o perfil químico obtido e do avanço das técnicas de análise cromatográfica e espectrométrica.
O documento descreve os principais mecanismos de ativação e detoxificação de compostos tóxicos no organismo, incluindo as fases 0, I, II e III do metabolismo de xenobióticos. A fase 0 envolve a incorporação do composto tóxico na célula. A fase I inclui reações de oxidação catalisadas pelo citocromo P450. A fase II envolve reações de conjugação, como conjugação com glutationa. A fase III é a eliminação dos metabólitos para fora da célula por transportadores
O documento discute um curso de extensão universitária sobre nanotoxicologia ministrado por professores da Universidade Federal do Rio Grande. Aborda aspectos gerais como a ausência de legislação sobre nanotecnologias no Brasil e entrevista com um professor sobre pesquisas de toxicidade de nanopartículas em organismos aquáticos. Também discute desafios em avaliar os efeitos de nanomateriais no meio ambiente e seres vivos.
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Impactos ambientais da cadeia têxtil do algodão por meio da avaliacão do cicl...Priscila Pasti Barbosa
1) O documento discute os impactos ambientais da cadeia têxtil do algodão utilizando a técnica de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) para as etapas de plantio e fiação do algodão.
2) Os resultados da ACV indicaram que o processo de fiação contribui mais para a maioria dos impactos ambientais avaliados, como depleção de recursos, acidificação e aquecimento global.
3) Já para eutrofização e depleção da camada de ozônio, a etapa de plant
A segunda parte do curso abordará: 1) aplicações de biossensores na indústria alimentícia e medicina para detecção de substâncias e microrganismos; 2) construção e funcionamento de um biossensor eletroquímico para detecção de SARS-CoV-2; 3) uso de filtros e ferramentas em sistemas de sensores.
O documento discute nanobiossensores e biosensores para células e tecidos, abordando: 1) A nanotecnologia e nanobiotecnologia, especificamente o uso de nanomateriais para desenvolver biossensores; 2) Classificação de nanomateriais e métodos de síntese; 3) Princípios de funcionamento de biossensores e nanobiossensores e suas aplicações em células e tecidos, incluindo detecção de COVID-19.
Este documento descreve um sistema de monitoramento de gases na atmosfera desenvolvido por estudantes de engenharia. O sistema usa sensores sem fio para detectar níveis de poluentes como monóxido de carbono em uma rede, transmitindo os dados coletados para armazenamento centralizado. O objetivo é fornecer informações sobre a qualidade do ar para proteger a saúde pública.
Este manual de biossegurança do IMMES apresenta normas e procedimentos para prevenção de riscos ocupacionais nos laboratórios. Aborda riscos biológicos, químicos e físicos, além de normas de higiene, equipamentos de proteção, níveis de biossegurança, gerenciamento de resíduos e medidas de emergência. O objetivo é fornecer informações que auxiliem a prevenir riscos e preservar a saúde de funcionários, alunos e comunidade.
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1. O documento apresenta as principais tecnologias de tratamento de efluentes, descrevendo o fluxo geral do processo que inclui etapas preliminar, primária, secundária, terciária e de desinfecção.
2. As principais tecnologias descritas são lodos ativados, filtros anaeróbios, lagunas de estabilização e digestores anaeróbios para o tratamento secundário e sistemas como cloração e ozonização para desinfecção.
3. Fatores como vazão, DBO, DQO, pH,
O documento discute os principais tipos de ruídos que afetam a performance de biossensores, especificamente ruído do sistema transdutor e ruído eletromagnético. O ruído do sistema transdutor introduz variações no sinal de saída, comprometendo a sensibilidade e precisão das medidas. Já o ruído eletromagnético causa interferências nos sinais ópticos ou de variação de índice de refração utilizados nos biossensores. Estratégias como filtragem, blindagem e otimização dos
Este documento discute aplicações da nanobiotecnologia em diagnóstico e terapia, incluindo detecção de doenças, endereçamento de fármacos, terapia gênica e biofármacos. Também aborda potenciais riscos das nanopartículas e a necessidade de avaliação da segurança na nanomedicina.
O documento fornece um resumo das atividades e estrutura do CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas). O CBPF realiza pesquisas científicas em física e áreas afins em nível de excelência internacional e atua na formação de pessoal científico e no desenvolvimento tecnológico. O CBPF possui 158 pesquisadores permanentes e 180 temporários distribuídos em diversas coordenações e laboratórios, com cerca de 200 alunos de pós-graduação. O CBPF contribui para a
O documento apresenta uma rede cooperativa de pesquisa sobre tratamento de esgotos sanitários por processo anaeróbio e disposição controlada no solo, envolvendo sete instituições de ensino e pesquisa. A rede tem como objetivo desenvolver tecnologias para ampliar a cobertura de saneamento no Brasil de forma sustentável.
Macroinvertebrados Aquáticos como Bioindicadores da Avaliação da Qualidade de...Samuel J. Tacuana
O método tradicional de avaliar a qualidade de água dos ecossistemas aquáticos é através de medições dos parâmetros físico-químicos da água. No entanto, tais avaliações reflectem apenas a concentração de poluentes no momento de amostragem e não de eventos passados. Com o objectivo de testar a aplicabilidade do uso de macroinvertebrados aquáticos como bioindicadores de qualidade de água do rio Umbeluzi - Maputo, foi aplicado o Sistema de Pontuação Sul-Africano (SASS5) juntamente com o índice ASPT e %EPT. A amostragem foi realizada em duas épocas do ano (2017-2018). Os resultados mostraram que as análises físico-químicas e microbiológicas da água e as pontuações médias dos índices bióticos apresentaram variações dependendo do “ponto” seleccionado. Resultados revelaram que a qualidade da água do rio era “crítica” a “duvidosa” de acordo com as classificações dos índices bióticos (SASS5, ASPT e %EPT), sendo que, apenas um ponto de amostragem (Ponto 2) configurou-se como o “ponto” menos impactado, com água de qualidade “boa” a “duvidosa”. Na validação, em grande medida, os níveis de poluição da água indicados pelos macroinvertebrados aquáticos foram considerados semelhantes com as condições encontradas nos locais amostrados, e em grande parte em concordância com a classificação da qualidade da água baseado nos parâmetros físicos-químicos e microbiologicos, ainda que alguns parâmetros não tenham conseguido até certo ponto discriminar os níveis de poluição em diferentes pontos amostrados. Resultados obtidos nesta pesquisa indicam que macroinvertebrados aquáticos podem ser usados como bioindicadores na avaliação dos níveis de poluição do rio, isto é, estes organismos podem ser aplicados como bioindicadores na avaliação da qualidade da água em ecossistemas aquáticos tal como o rio Umbeluzi.
Diferenças nas dinâmicas microbianas entre estuários poluídos e pouco poluídosDiego Igawa
Este documento discute as dinâmicas microbianas em estuários poluídos e pouco poluídos. O objetivo do estudo foi avaliar o crescimento e interações tróficas de microrganismos em estuários com diferentes níveis de poluição e como isso pode influenciar os fluxos de carbono na teia alimentar microbiana. Amostras foram coletadas em dois estuários e incubadas para análise de variáveis como densidade populacional, taxa de crescimento e consumo de oxigênio dissouso.
1) O documento discute a aplicação da cromatografia líquida de alta eficiência para o estudo de poluentes orgânicos emergentes como fármacos e produtos de higiene pessoal no meio ambiente.
2) A cromatografia líquida de alta eficiência é recomendada para separar poluentes orgânicos emergentes com alta polaridade e baixa volatilidade, especialmente fármacos, de matrizes ambientais.
3) O conhecimento das propriedades físico-químicas
Este documento resume uma pesquisa bibliográfica sobre estudos de avaliação de ciclo de vida no Brasil entre 1996-2009. A pesquisa identificou 72 artigos publicados no Encontro Nacional de Engenharia de Produção, dos quais 63 abordaram conceitos de ACV e 9 aplicaram efetivamente a metodologia. As regiões Sul e Sudeste concentraram a maioria dos estudos. As principais áreas de aplicação identificadas foram agricultura, agroindústria, logística e indústrias de eletrodomésticos, t
1. O documento trata dos resíduos gerados pelos serviços de saúde no Brasil, abordando sua classificação, legislação e manejo.
2. Foi realizado um estudo de caso no Hospital Orêncio de Freitas em Niterói para aprofundar os desafios na gestão destes resíduos.
3. Os resíduos de serviços de saúde apresentam riscos à saúde e meio ambiente por poderem conter microrganismos patogênicos e componentes químicos e radioativos,
Este documento descreve o desenvolvimento de um método analítico para determinar a presença de pesticidas N-metilcarbamatos e seus produtos de degradação em amostras de água da região de Pará de Minas (MG), Brasil. O método envolve extração em fase sólida seguida por cromatografia líquida de alta eficiência com detector de ultravioleta. Os resultados das análises de amostras de água mostraram níveis abaixo dos limites estabelecidos pela legislação brasileira.
Tese Mestrado - Tomé - Versão Final 03-03-2015 - CópiaTomé Salgueiro
Este documento apresenta um estudo sobre as cinzas produzidas pela combustão de biomassa. O estudo foi realizado no âmbito de um projeto de investigação entre a Universidade de Aveiro e o Laboratório Nacional de Energia e Geologia, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia. O trabalho analisou quatro tipos de resíduos de biomassa portugueses: casca de amêndoa, casca com miolo de amêndoa, bagaço/caroço de azeitona e caroço de azeitona. Incluiu a
Sodium nitrate (na no3) sensor based on graphene coated microfiber2019.en.ptedmilsonrobertobraga
1) O documento descreve um sensor óptico baseado em microfibra revestida com grafeno para detecção de nitrato de sódio. O grafeno foi obtido a partir de filamento de PLA e depositado na microfibra usando a técnica de gota.
2) O sensor proposto mostrou boa sensibilidade à variação de concentração de nitrato de sódio, com mudança na saída de potência e comprimento de onda com o índice de refração da solução.
3) O revestimento de grafeno
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Neste livro me dediquei a falar mais sobre o dromedário que é da família dos camelos, também chamado de camelo árabe ou camelo de uma corcunda. O camelo de duas corcundas é comum na Ásia. Como estive em Dubai, Egito e em Israel onde reina absoluto os dromedários e foi com esta espécie que tive bastante contato em maio de 2023. Animal domesticável, forte, resistente, útil para transporte de pessoas e carga, fornece leite para alimentação humana e também carne e pele para confecção de roupas ou tendas. Sem o auxílio destes animais seria muito mais difícil a vida humana nos desertos.
Camelos são maquinas criadas por Deus com todos os equipamentos biológicos completíssimos para as condições do deserto. Suas patas, olhos, pele, estômago, palato e cada detalhe foram pensados por Deus para colocar esta máquina biológica em atividade no deserto.
2. 2019 8º MEDITERRÂNEO CONFERÊNCIA SOBRE informáticosincorporados (MECO), 10-14 junho 2019,Budva, Montenegro
Desenvolvimento de biossensores para monitorização
ambiental de elementos tóxicos e agentes patogénicos
aumentado devido à maior impacto de poluição do meio
ambiente para a saúde humana. Mais poluente ambiental
observador são a poluição do ar, poluição da água luz poluição
etc. Melhores biossensores que são desenvolvidos para medir
poluentes ambientais são amperométrica, conducometric,
fluorescência, termistor etc.
Um dos mais importantes questões para monitorização
ambiental de poluentes é de medição de gás (por meio de
sensores de gás), tais como o monóxido de carbono e dióxido
de carbono e diferentes capacidades de cromatografia
(cromatografia em fase gasosa ou seja, e cromatografia líquida
de alto desempenho acoplada com electroforese capilar ou
espectrometria de massa), mas exigem reagentes de alto preço
e equipamentos caros [4]. Por exemplo métodos antiquados
não são eficazes para medições in situ, como no caso de
libertação acidental de envenenamento agudo ou pesticidas,
em que é necessário equipamento moderno, rápido,
miniaturizado e transmissíveis, tais como biossensores de
monitorização ambiental. [4]. É por isso que a nanotecnologia
teve papel crucial no desenvolvimento de biosensores rápidas
e inteligentes para detecção de poluentes ambientais. Além
disso, muitos biossensores incluir estes nanomateriais em seus
sistemas por causa de suas vantagens. Estes biossensores são
utilizados para a detecção de pesticidas (pesticidas
organofosforados), agentes patogénicos (bactérias), elementos
tóxicos (Hg2+), E algumas moléculas orgânicas pequenas
específicas.
sistemas não-tripulados aeronaves ou aeronaves remotamente
pilotadas, também conhecidos como drones, têm sido usados
como essa tecnologia específica. Estes parasitas podem voar
sem bordo humano; eles são utilizados para a vigilância ou
militares missões usando os seus instrumentos de detecção,
tais como sensores de infravermelhos, sensores electro-ópticos
ou radares sintéticos [13]. No último par de anos, esses drones
foram usados principalmente para o monitoramento de água e
qualidade do ar, para a vigilância da agricultura, medições de
gás vulcão e para alguns artigos científicos.
Por exemplo China desenvolveu um biosensor celular para
monitorar o controle da qualidade do ar e poluição da água em
lugares específicos. Função deste biossensor é detectar e
encontrar bactéria chamada E. coli, uma das piores doenças do
mundo. É por isso que unificando biossensores e drones são
importantes para este tipo de monitoramento ambiental [34-
40].
Hoje em dia, biossensores pode ser usado para a construção de
sistemas específicos baseados em algoritmos de aprendizado
de máquina [39].
II. MATERIAIS E MÉTODOS
Biorecognition elementos em biossensores são:
• enzimas
• Célula
• MIP (Molecular Imprinted Polymer)
• receptores
• anticorpos
• Ácidos nucleicos
Os biossensores que incluem imunossensores,aptasensors,
genosensors,e biossensores são responsáveis pela
3. detecção e monitorização de numerosos poluentes ambientais,
utilizando anticorpos, aptâmeros, ácidos nucleicos, enzimas e
como elementos de reconhecimento.
Uma série de 25 artigos foram analisados durante este estudo
de revisão e muitos deles foram usados como informação de
fundo para esta revisão. Primeira 10 referências foram
completamente ler, e eles eram geralmente publicados no
último 5 a 7 anos.
Critérios para a inclusão de papéis neste artigo de revisão é
que eles tinham seção Resultado, que foram publicados na
base de dados referenciado e que eles estavam prestes
biosensor usada para medições de poluição ambientais.
Biossensores foram analisadas pelo seu elemento
biorecognition e transdutor. Biossensores para detecção de 6
diferentes fontes de poluição e 3 elementos transdutores
diferentes foram analisadas. Os resultados são apresentados
abaixo.
III. RESULTADOS
3.1 elementos Biorecognition
A. Pesticidas
A Tabela 1 apresenta um resumo dos recentes biossensores
para monitoramento ambiental, cuja aplicação e performances
são discutidas mais adiante nesta seção.
Os pesticidas são representados em grande número no
ambiente, e por isso eles são um dos mais importantes
poluentes ambientais. Por exemplo, insecticidas
organofosforados são utilizadas em grandes números na
agricultura e que estão no grupo dos pesticidas que têm uma
maior influência do meio ambiente devido à sua elevada
toxicidade [5, 6].
Tabela 1 Lista de pesticidas
Anal biosenso r reconhe elétrodo Repr Limite resp Ré
yte / P Tipo ção materia l oduci do onse cov
olluta elemen dade Detec Tocou ery
nt t ção e (%
Detec )
ted
parao Electroche Enzima ouro SPE
2
xon [6 Mical (Dor
1
) e 5% (n 2 Até 97
] (amperom cisteamin a = 4) ppb (* 40 ± 5
etric) SAM
3 1
) ppb %
Meth
SPE
2
comil 1 Electroche Enzima 0.5-
Parant Mical (hydrola Fe3O4 e 7,8% 0,1 ng 1000 /
hion [ (impedim e se) ouro (N = 6) mL-
1
ng
25] tric) nanoparticl mL-
1
es
Chlor Electroche Enzima SPCE
7
<10% 0,01- 90
pyrifo Mical (tirosina e de RIX (N = 3 nM 0,1 ±
s [26] (impedim e ase) nanoparticl 3) ? M 9.6
tric) es %
Enzima 97.
Dichl ótico (Dor
1
QD
9
e 2,2% 4,49 4.49- 1-
orvos (fluores cen e acetylcholi (N = nM 6780 10
[27] ce) cho
4
) ne 6) (* 1) nM 0,9
%
75 95.
Aceta ótico
aptamer
Ouro 5 nM NM- 5-
mipri (colorim etr nanoparticl / (* 3) 7,5 11
d [28] ic) es ? M 9.9
%
4. 2019 8º MEDITERRÂNEO CONFERÊNCIA SOBRE informáticosincorporados (MECO), 10-14 junho 2019,Budva, Montenegro
Atrazi Electroche Antibod 2.7- 0,016 0,05- 95.
ne [27 Mical ies Ouro 9,2% ng 0,5 ng 5-
] (voltam m e (monocl nanoparticl (N = mL-
1
mL-
1
11
tric) onal) es 3) (*
3
) 9.9
%
Carbono
Pirimi Electroche Enzima colar 4,6% 43 _g 0.24-
carboidrat
o[ Mical (lacas e elétrodo (N = EU-
1
2,7 /
26] (voltam m e ) com 5) mg L-
tric) MWCNT 1
10
carbo Electroche
Enzima
IrOX-
5,4% 3,6 5-90furano [ Mical quitosana
28] (voltam m e (Dor Nanocomp (N = nM nM /
tric) 1) osite 5) (* 2)
carba Electroche Ouro
ryl [25 Mical Enzima elétrodo 32 1-9
] (impedim e (Dor com / nM ? M /
tric)
1
) cisteamina
SAM
3
Esta é uma das razões pelas quais foram desenvolvidos novos,
melhores e mais simples biossensores, para que eles possam
detectar e monitorar esses pesticidas sem qualquer extensa
pré-tratamento.
Na tabela 1 tipo específico de toxinas são explicados, bem
como vários tipos de componentes biorecognition e
biossensores. O diagrama 1 abaixo representa a
reprodutibilidade de 9 pesticidas diferentes. Reprodutibilidade
é o grau de proximidade com que um dado valor pode ser
repetidamente medido sob condições diferentes. Melhor
reprodutibilidade tem clorpirifós com 10%, enquanto o pior
reprodutibilidade tem diclorvos com 2,2%.
Diagrama 1 Reprodutibilidade dos pesticidas (%)
B. Patógenos
Patógenos, são também, muito representada no ambiente,
especialmente em câmaras de água, e eles estão representando
uma ameaça real para a saúde humana. Houve, recentemente,
desenvolveu biosensores específicos para o seu monitoramento
ambiental.
A Tabela 2 apresenta uma lista da maioria dos patógenos
comuns que são encontrados no meio ambiente, e as suas
características de base.Diagrama 2 mostra limite de detecção
de 3 patogénios diferentes: Legionella pneumophila,
Escherichia coli e Bacillus subtilis (CFU ML-1).
Por exemplo, um bio-sensores ópticos específicos, que são
baseados na ressonância de superfície, foram desenvolvidos e
introduzidos. Eles foram / são usados para detectar e
precepting Legionella pneumophila na amostra de água do
ambiente específicas [7,8].
Uma das maneiras de detectar este pneumophila foi
estabelecida sobre a identificação de ARN bacteriana, usando
detector de ARN desactivação sobre a superfície de ouro
biochip. quantum dots conjugada com estreptavidina foram
utilizados para a amplificação do sinal e o tempo de detecção
foi de cerca de três horas [9].
Tabela 2 Lista de agentes patogénicos
Analito / biosens Recog n Electr Reprod Limi resp Reco
poluente ou Tipo ition ode ucibility t de onse muito
Detecto u elemen Mater Dete Correu (%)
t ial ction ge
Ouro
substr
comi
10
4
10
4
-Legionell ótico nucleico com
uma (SPR
12
) ácidos strepta / CFU 10
8
/
Pneumo p (
# 5
) vidin- mL-
1
CFU
hila [29] Conjug mL-
1
ated
QD
9
Polyme
Escherich ótico rizable Ouro 3,72
IA coli [29] (SPR
12
) forma de substr / * 10
5
/ /
histidin a comi CFU
e mL-
1
Ouro
10
2
10
2
-Bacilo Electroc Antibo electro
subtilis [3 hemical morre de CFU 10
10
0] (Ampero (polycl com / mL-
1
CFU /
métrica) onal) SWC mL-
1
NT 14
Diagrama do limite de 2 de detecção de agentes patogénicos
Em outro caso, o substrato de ouro foi de trabalho usando uma
monocamada auto-recolhida de proteína A e uma resposta
anticorpo para Legionella pneumophila. Aqui, biossensores
foram capazes de detectar a L. pneumophila em água poluída
em meia hora [9].
C. elementos potencialmente tóxicos
A contaminação da água limpa, natural e é ambiente por
metais pesados pode causar sérios riscos para a saúde humana.
Assim, móvel, baixo custo e mais rápido de análises
5. 2019 8º MEDITERRÂNEO CONFERÊNCIA SOBRE informáticosincorporados (MECO), 10-14 junho 2019,Budva, Montenegro
metais pesados e íons são uma das principais prioridades no
mundo de hoje. Por exemplo, os iões de mercúrio, que são
extremamente tóxicos e poluentes no meio ambiente, foram
analisados e utilizados para testar um biossensor óptico para a
observação de ADN e a detecção de metais pesados e
respectivos iões [10] .Em tabela 3, a lista de elementos
potencialmente tóxicas no ambiente é mostrando.
Tabela 3 Lista de elementos potencialmente tóxicos
Analito / P biosens reco Electro Repro du Limite resp Reco
ollutant ou Tipo definiçã o de cibility do onse muito
Detecto u eleme materi Detec Tocou (%)
nt ai ção e
ótico
Hg2+ [29]
(evanes núcleos ótico 1,2 0-
cent- c ácidos fibra / nM 1000 /
onda (
# 6
) Platfor (
* 2
) nM
ótico m
fibra)
carbox
ótico DNAz ylated 5 nM 0-50 96.1-
Pb2+ [30]
(FLUORE
S ymes magnético / (
* 3
) nM 101%
cência) (
# 9
) ic
miçangas
Houve, no últimos 10 anos, desenvolveu novos biossensores
ópticos que são baseados em fluorescência para a detecção de
Pb2+em amostras de água. Eles são o uso de enzimas de ADN
e aptâmeros de ADN para a detecção de Pb2+ [11].
D. Toxinas
Grande número de toxinas perigosas e prejudiciais, como
microcistinas e brevetoxins, são feitos de proliferação de algas
de cianobactérias. biossensores confiáveis, inteligentes e
rápidas são necessárias para uma detecção precoce destas
toxinas prejudiciais.
Tabela 4 fornece uma lista da maioria das toxinas comuns que
podem ser encontrados no meio ambiente.
Tabela 4 Lista de toxinas
Analito / biosens Recog n Electro Reprod Limi resp Reco
poluente ou Tipo ition de ucibility t de onse muito
Detecto u elemen materi Dete Correu (%)
t ai ction ge
Ouro
Brevetoxi Electro c Aptam e electrod 106 0,01 102-
n-2 [26] hemical rs (
# 12
) es com / pg - 110
(impedi cysteam mL-
1
2000 %
métrica) ine ng
SAM
3
mL-
1
Micro el
ectrode 5.6
saxitoxin Electro c cardio ordem 0,35 ng
[25] hemical myocyt com / ng mL- /
(voltam células e Platina mL-
1 1
-1.4
métrica) m ? g
nanopar mL-
1
tigos
Electro c Antibod 0,05
microcis tos hemical ies graphe 6,9% 50 -20 /
em [26] (impedi (monocl ne pg ng
métrica) onal) mL-
1
mL-
1
Biossensores foramtambémusados para detectar muitas outras
toxinas prejudiciais, tais como o ácido ocadaico toxina [12, 13]
que pode ser encontrada em algas verdadeiro, a água do mar
ou amostras de marisco.
biosensor especial, chamado de ressonância de plasma de
superfície multiplex, foi introduzido e desenvolvido
especificamente para esta finalidade, para encontrar e detectar
okadaic em algas e água do mar, mas também para saxitoxin e
ácido domóico. toxina específica, chamado ácido domoic,
também foi encontrado em amostras de água do mar e um
biossensor subaquática com ressonância de plasmon de
superfície baseada foi desenvolvido para ele.
E. desreguladores endócrinos
O bisfenol A, como um produto químico perturbação do
sistema endócrino, também foi encontrado em amostras de
água por aptasensors com base no princípio de fluorescência.
A aptasensor específico, chamado de onda evanescente ideal
aptasensor, foi desenvolvido e utilizado porque é rápido,
barato e melhor maneira de detectar bisfenol A em águas do
mar [15].
Além disso, desregulação do sistema endócrino químico
chamado o 4-nonilfenol foi enrolado na água do mar e
analisados. Um imunossensor específico, livre de marcador foi
desenvolvido com elevada reprodutibilidade e recuperação
média para este toxina [14].
Na tabela 5, a lista da maioria dos produtos químicos
conhecidos desreguladores endócrinos que estão influenciando
no ambiente e na saúde humana, é mostrado.
Tabela 5 Lista de produtos químicos de desregulação
endócrina
Analito / P biosens reco Electr Reprod Limi resp Reco
ollutant ou Tipo definiçã o ode ucibility t de onse muito
Detecto u eleme materi Dete Correu (%)
nt ai ction ge
bisfenol ótico Aptam Ouro 0,1 1-
A [28] (fluores ers nanopa / ng 1000 /
ence) ARTIGO S mL-
1
0 ng
mL-
1
Nonylphe Electroc Antibo SWCN 0,56 _ 5 ng 5- 97,8
nol [29] hemical morre T14 0,08% (n mL-
1
500 -
(FET
17
) (mono = ng 104.
clone) 5) mL-
1
6%
F. Outros impactos ambientais
Novo, melhores e mais confiáveis metodologias têm sido
desenvolvidos, por causa da alta freqüência de proliferação de
algas nocivas para a sua detecção e monitoramento.
biossensores específicos foram desenvolvidos para detecção e
monitorização de ARN de algas baseados em sondas de ácido
nuclídeo. Estes biossensores tem excelente sensibilidade e
realibility [16]. Alguns materiais halogenados, também foram
detectadas por biossensores em água do mar, tal como 1,2-
dicloroetano ou 1,2,3-tricloropropano [16,17].
Levando-se em conta biossensores mencionados em trabalhos
[5,6,11,12], é óbvio que biossensores eletroquímicos e
enzimáticos são mais frequentemente utilizados para o
monitoramento área ambiental, como indicado nas tabelas 1-
6, em que as características analíticas de tais biossensores são
explicados . As enzimas têm sido utilizados principalmente
como elementos de reconhecimento em biossensores, devido à
sua simplicidade, estabilidade e baixo preço. Além disso, os
6. aptâmeros têm vantagem como um elemento de
reconhecimento devido à sua possibilidade de projetar a sua
estrutura, desnaturalizar e rehybdrizing, e distinguir alvos com
diferentes
7. 2019 8º MEDITERRÂNEO CONFERÊNCIA SOBRE informáticosincorporados (MECO), 10-14 junho 2019,Budva, Montenegro
grupos funcionais. Anticorpos fornecida uma alta
especificidade com o antigénio correspondente, mas eles têm
limitações específicas, tais como má regeneração e
imobilização difícil em sensores.
limitação principal encontrado nos últimos biossensores
ambientais baseia-se na ausência de aplicação em
samplessince ambiente real, a maioria dos biossensores
ambientais identificados temsido utilizada para as amostras de
água da torneira ou de amostras sintéticas. Assim, há alguns
biossensores comerciais para monitoramento ambiental que
devem ser, em função do contexto interdisciplinar da
fabricação, principalmente na reprodutibilidade [11-15].
3.2 transdutores
O transdutor de transformar as interacções bioquímicas em
sinais electrónicos mensuráveis. Electroquímica, os
transdutores electro-ópticas, mecânicas e acústicas são entre os
muitos tipos utilizados em biossensores. O transdutor trabalha
direta ou indiretamente.
Os transdutores mais geralmente usados em biossensores são
apresentados na tabela 6 [7].
Tabela 6 Tipos de transdutores comumente utilizados em
biossensores
transdutores Exemplos Biológico
materiais
Electrochemical
1.Amperometric 1.Clark oxigênio eléctrodo, enzimas,
sistemas de eléctrodos
mediadas imunológico
sistemas; gases,
2.Potentiometric 2.Redox eléctrodos, íon enzima,
seletiv o eléctrodos,
camp
o organela, célula
efeito transistores, luz ou
lenço
de
papel;
endereçáve
l potenciométrica Enzima
3.Conductometric
sensores eléctrodos;
eléctrodos de ouro ou
3.Platinum
para o medição do
mudar na condutividade da
solução devido à geração
de iões
pH; enzimas;
ótico Foto-diodo,
guia de
ondas imunológico
sistemas
, integrar óptica analitos
sensores
Volátil gases
piezoelétrico/
cristais piezoeléctricos,
superfície e vapores,
Acústico
dispositivos
acústicos anticorpos
Enzima,
calorimétrica Termistor ou thermop ile organela,
gases,
poluentes,
antibióticos
A Figura 3 representa parte de mercado biossensores globais
em 2016. biossensores electroquímicos são utilizados mais
frequentemente (aproximadamente 70%), em seguida,
biossensores ópticos (aproximadamente 25%), enquanto
térmica e piezoeléctrico são os biossensores menos usadas
[32].
Figura 3 Global de biossensores quota de mercado (2016)
[32]
G. Electrochemical
reacções electroquímicos no eléctrodo-electrólito ocorrem em
interfaces e proporcionar um interruptor para a energia
eléctrica flua entre 2 fases de condutividade diferente, isto é,
os eléctrodos (elétrons) e electrólito sólido ou líquido (iões).
Existem 3 tipos:
• amperométrica
• Potentiometric
• Condutimrica [8,12]
No esquema 3 o tempo de resposta (medida emsegundos) de 4
electroquimica diferente (amperométricos) transdutores são
representados [8].
Diagrama de tempo de 3 Resposta de 4 amperometrics
Hoje, há 2 gerações de biossensores amperométricos. Primeira
geração tem uma transferência directa de electrões que são
libertados a partir dos eléctrodos. A segunda geração foi
desenvolvido nos últimos anos, eles usam elétrons e transferi-
los para os eletrodos. Por exemplo, há biossensor
amperométrico para a corrente (aplicado), que é o movimento
de eléctrodos em reacções redox detectada quando um
potencial é aplicado
8. 2019 8º MEDITERRÂNEO CONFERÊNCIA SOBRE informáticosincorporados (MECO), 10-14 junho 2019,Budva, Montenegro
entre 2 eléctrodos. Aqui, medindo parâmetro é corrente
elétrica [12].
H. Optical
Os sensores ópticos depende da transdução de sinal óptico do
bujão e em espectrofotometria de ultravioleta, visível e
infravermelho em modos de transmissão ou de reflectância. Os
métodos ópticos têm sido utilizados classicamente para
monitorar as concentrações de analito. Equipamentos como
absorção, índices de refração, fluorescência, fosforescência,
quimioluminescência, etc., podem ser usados para monitorar o
reconhecimento biológico em biossensores. Os detectores são
muitas vezes fotodiodos semicondutores. Exemplos de
transdutores ópticos:
• Fibras ópticas
• sensores de ressonância de plasmon de superfície
(SPR)
• SPR baseado Waveguide
• interferômetros integrados
• espelho ressonante
• ralar casal
• acopladores Bidifractive etc. [9,10]
Um dos mais importantes é biosensores ópticos de fibra óptica
lactato biossensor. Este biossensor funciona com base na
medição da alteração na concentração de oxigénio molecular,
identificando os efeitos do oxigénio em corante fluorescente.
A reacção seguinte é reduzido pela enzima lactato de mono-
oxigenase. Na mistura de reacção a concentração de lactato é
aumentada, o oxigénio é utilizado e o resultado é a diminuição
proporcional do efeito de extinção [9].
No diagrama de tempo de resposta de 4 3 transdutores ópticos
diferentes é mostrado. O tempo de resposta é tempo necessário
para ter 95% da resposta de umbiossensor. Propoxur e carbaril
tem tempo de resposta de 3 segundos, enquanto Tetraciclina
tem tempo pior resposta de 28 segundos.
Diagrama tempo 4 Resposta de 3 transdutores ópticos diferentes
EU. Piezoeléctrico (acústico)
biossensores piezoeléctricos são utilizados mais
frequentemente em vibrações de som; portanto, eles são
também conhecidos como biossensores acústicos.
biossensores acústicas são composto pelo piezoeléctrico
cristais e também as frequências características são tremendo
com os cristais de carga positiva e negativa. Ao utilizar os
dispositivos electrónicos certas moléculas na superfície do
cristal são medidos e altera a frequência de resposta que
utilizam estes cristais pode anexar os inibidores sobre ele. Por
exemplo, biossensor para a cocaína na fase gasosa tem sido
desenvolvido por anexar a cocaína anticorpos à superfície do
cristal [8].
J. calorimétrica
Estes sensores baseiam-se na medição do calor produzido pela
reacção de reconhecimento molecular e a quantidade de calor
produzido para a concentração do reagente. Calorimetria pode
ser utilizado para a medição directa de alterações de calor
associadas com processos termoquímicos. Estes biossensores
são mais frequentemente usadas para o colesterol medida,
ésteres, glicose, etc. péptidos mais conhecido biossensor
calorimétrica é termistor. Termistor é um resistor que muda a
sua resistência em função da temperatura circundante [8, 10,
11].
A aplicação destes transdutores é importante em:
• análise de alimentos
• Estudo de biomoléculas e suas interações
• O desenvolvimento de drogas, a detecção do crime
• Diagnóstico médico
• campo ambiental monitorização etc.
[18]. Características desses transdutores são:
• Precisão
• Precisão
• Resolução
• Barulho
• Distorção
• Sensibilidade
• linearidade
Cada tipo de estes biossensores desempenhar papel importante
na melhoria da saúde e da vida social de pessoas em todo o
globo.
IV. CONCLUSÃO
Muitos cientistas em seus trabalhos afirmam que os melhores
biossensores, para monitoramento ambiental são biossensores
eletroquímicos e enzimáticos [1,2,19,24]. Um dos mais
interessantes biossensores para detecção de pesticidas são
biossensores com acetilcolinesterase, porque eles são baratos,
simples e eficaz. No entanto, geralmente enzimas têm sido
usados como um elemento de reconhecimento, para
biossensores em pesticidas detecção, mesmo que eles são
caros, lentos e tem mau estabilidade térmica. Por outro lado,
aptâmeros têm estabilidade térmica e estão a ser utilizados
fortemente como um elemento de reconhecimento para
biossensores. Para a detecção de toxinas e desreguladores
endócrinos, na maioria das vezes têm sido imunossensores
usados.
A fim de biossensores para ser bem sucedido nos mercados
ambientais, é fundamental que o desenvolvimento destes
biosensores ser dirigido para as lacunas no campo Rastreio e
monitorização da matriz tecnologia onde eles podem ter um
impacto significativo. Isto pode ser realizado através de várias
9. vias, que incluem proporcionar um novo recurso que não foi
previamente
10. 2019 8º MEDITERRÂNEO CONFERÊNCIA SOBRE informáticosincorporados (MECO), 10-14 junho 2019,Budva, Montenegro
possível (por exemplo, detecção de formas biologicamente
disponíveis de poluentes tóxicos), ou proporcionando
vantagens distintas sobre os métodos de análise existentes de
campo (por exemplo, custo, tempo, sensibilidade ou
especificidade) para uma aplicação em particular [33].
Biossensores pode ser configurado para preencher nichos de
mercado em ambas as áreas.
Como mencionado acima, a aplicação de transdutores são
importantes para a saúde humana e da vida social. Eles são
usados para análise de alimentos, diagnóstico médico, campo
ambiental monitoramento etc. Estes transdutores,
especialmente aqueles utilizados para monitoramento
ambiental, são exato, preciso, sensível, muito.
Mais novos biosensores ambientais desenvolvidos têm se
deparar com uma limitação específica em termos de falta as
aplicações em amostras ambientais reais. Mas ainda assim, há
algumas biossensores modernos que são usados para
monitoramento ambiental usado para em operações in situ e
para o desempenho analítico.
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