Plataforma sensora miniaturizada para a detecção de compostos orgânicos voláteis em ar exalado

• Processo: 12/05573-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 03 de agosto de 2012
• Data de Término da vigência: 02 de agosto de 2013
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
• Pesquisador responsável: Ivo Milton Raimundo Junior
• Beneficiário: Paula Regina Fortes
• Supervisor: Boris Mizaikoff
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Ulm University, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 10/20663-6 - Sensores luminescentes para a determinação de oxigênio e de temperatura, BP.PD
• Assunto(s): Sensores ópticos Compostos orgânicos voláteis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ar exalado | Compostos Orgânicos Voláteis | sensor luminescente | sensor no infravermelho médio | sensor óptico | Sensores ópticos

Resumo

A presente proposta visa o desenvolvimento de um sistema miniaturizado de fibra óptica com detecção combinada entre um sensor luminescente (LS) e um sensor no infravermelho médio com guia de onda (MIR HWG) para a determinação simultânea de bioindicadores, tais como CO2 e O2 totais e compostos orgânicos voláteis (VOCs) (e.g. NO, acetona e a razão isotópica 13C/12C) em amostras de ar exalado (EB). O sensor MIR HWG determinará os componentes moleculares, enquanto o sensor de fluorescência fornecerá informações sobre o quociente de respiração vital (quantidade total de O2 e de CO2). A plataforma sensora será desenvolvida e adaptada para análises contínuas in situ não-invasivas e em tempo real nos sistemas de respiração em unidade de terapia intensiva. Para a classificação dos dados e a quantificação dos bioindicadores em tempo real será empregada a análise multivariada de dados.Inicialmente a análise de ar exalado será conduzida em amostras de ratos e porcos em unidade de terapia intensiva, os quais encontram-se disponíveis na Clínica de Anestesiologia da Universidade de Ulm, dentro dos requisitos do Comitê de Ética da Universidade. As análises serão conduzidas online e offline a fim de se avaliar o desempenho da plataforma sensora miniaturizada. Para fins de validação, a análise convencional do ar exalado por GC-MS será realizada e as figuras de mérito cuidadosamente avaliadas. Como o objetivo deste projeto é desenvolver uma plataforma sensora envolvendo IR-HWG-Fluorescência para monitoramento online de pacientes humanos em unidades de terapia intensiva, as análises de ar exalado em seres humanos serão realizadas em colaboração com o Centro de Câncer de Pulmão no Hospital Robert- Bosch em Stuttgart.A pesquisa proposta é considerada pioneira no diagnóstico através do ar exalado e pela primeira vez combina dois conceitos ortogonais de detecção por fibra óptica em uma única plataforma sensora, representando, desta forma, um passo fundamental para a implementação de métodos opto-bioquímicos de detecção, capazes de realizar monitoramento online em diagnósticos clínicos. Além disso, a inovação resultante deste projeto será a primeira combinação de IR e fluorescência nos sistemas de detecção em um único dispositivo permitindo que diagnósticos através de ar exalado sejam conduzidos, ampliando as possibilidades de monitoramento contínuo e não-invasivo. (AU)

Publicações científicas

(4)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DA SILVEIRA PETRUCI, JOAO FLAVIO; FORTES, PAULA REGINA; KOKORIC, VJEKOSLAV; WILK, ANDREAS; RAIMUNDO, JR., IVO MILTON; CARDOSO, ARNALDO ALVES; MIZAIKOFF, BORIS. Real-time monitoring of ozone in air using substrate-integrated hollow waveguide mid-infrared sensors. SCIENTIFIC REPORTS, v. 3, NOV 11 2013. (12/05573-6)

DA SILVEIRA PETRUCI, JOAO FLAVIO; FORTES, PAULA REGINA; KOKORIC, VJEKOSLAV; WILK, ANDREAS; RAIMUNDO, JR., IVO MILTON; CARDOSO, ARNALDO ALVES; MIZAIKOFF, BORIS. Monitoring of hydrogen sulfide via substrate-integrated hollow waveguide mid-infrared sensors in real-time. ANALYST, v. 139, n. 1, p. 198-203, 2014. (12/05573-6)

FORTES, PAULA REGINA; DA SILVEIRA PETRUCI, JOAO FLAVIO; WILK, ANDREAS; CARDOSO, ARNALDO ALVES; RAIMUNDO, IVO MILTON, JR.; MIZAIKOFF, BORIS. Optimized design of substrate-integrated hollow waveguides for mid-infrared gas analyzers. Journal of Optics, v. 16, n. 9, p. 6-pg., 2014-09-01. (12/05573-6)

FORTES, PAULA REGINA; DA SILVEIRA PETRUCI, JOAO FLAVIO; WILK, ANDREAS; CARDOSO, ARNALDO ALVES; RAIMUNDO, JR., IVO MILTON; MIZAIKOFF, BORIS. Optimized design of substrate-integrated hollow waveguides for mid-infrared gas analyzers. Journal of Optics, v. 16, n. 9, SI, SEP 2014. (12/05573-6)