Publication
Desenvolvimento de um biossensor eletroquímico para monitorização da radioterapia no melanoma
| dc.contributor.advisor | Fernandes, Ruben Miguel Pereira | |
| dc.contributor.author | Cerqueira, Sofia Manuela Vasconcelos | |
| dc.date.accessioned | 2020-04-07T15:00:54Z | |
| dc.date.available | 2020-04-07T15:00:54Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.description.abstract | A incidência do cancro da pele em Portugal continua a ser preocupante em relação à média europeia. No que diz respeito ao melanoma, apesar de representar apenas 4% de todos os cancros da pele, representa a forma mais agressiva, devido ao seu elevado potencial de metastização, sendo responsável por cerca de 75% das mortes que estão associadas às neoplasias cutâneas. Alguns estudos demonstraram que a expressão da galactina-3 (Gal-3) estava associada à progressão do melanoma, pelo que poderá ser usada como um marcador da monitorização da eficácia terapêutica, como por exemplo da radioterapia. Adicionalmente, a Gal-3 tem revelado uma enorme versatilidade diagnóstica, tendo sido demonstrada a sua importância como biomarcador em diversos tipos de cancro, em doenças cardíacas e mais recentemente em distúrbios metabólicos como a diabetes. Neste sentido, este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento e a otimização de um biossensor eletroquímico com base em polímeros de impressão molecular (do inglês, molecularly-imprinted polymer, MIP) para a monitorização do efeito da radioterapia no melanoma, através da deteção da Gal-3. O reconhecimento da molécula alvo foi feita através de um material MIP, criado na superfície do elétrodo por eletropolimerização da mistura do analito (Gal-3) com o monómero (2-Aminofenol). Este processo formou então um polímero não condutor com locais de reconhecimento, demonstrando afinidade para a Gal-3. Posteriormente, a proteína foi removida por um tratamento com ácido oxálico. O controlo da modificação da superfície foi feito por espetroscopia de RAMAN e por técnicas eletroanalíticas, nomeadamente a espetroscopia de impedância eletroquímica (do inglês, electrochemical impedance spectroscopy, EIS) e a voltametria cíclica (do inglês, cyclic voltammetry, CV). A avaliação do desempenho analítico do sensor foi feita por EIS seguindo a resposta obtida com soluções padrão entre os 0,5 ng/mL e 5 ng/mL de Gal-3. A resposta obtida foi de interesse analítico, considerando que indivíduos saudáveis apresentam um nível fisiológico normal de 30 ng/mL. De uma forma geral, o biossensor apresentou um bom desempenho analítico geral em termos de limite de deteção, tempo de resposta e reprodutibilidade. As características de desempenho do material MIP em soro foram também adequadas, considerando possíveis aplicações posteriores em amostras reais, revelando um reduzido impacto dos vários componentes deste fluído na resposta do biossensor. Face ao exposto, o biossensor desenvolvido com base em anticorpos plásticos (MIP´s) como elemento de biorreconhecimento, mostrou características relevantes em termos de simplicidade e sensibilidade, demonstrando um grande potencial para a aplicação no local em pesquisa médica e diagnóstico clínico. | pt_PT |
| dc.description.abstract | The incidence of skin cancer in Portugal remains worrying compared to the European average. Regarding melanoma, despite representing only 4% of all skin cancers, it is the most aggressive form due to its high metastatic potential, being responsible for about 75% of deaths that are associated with skin cancer. Studies have shown that galactin-3 (Gal-3) expression was associated with melanoma progression and therefore it could be used as a marker for monitoring therapeutic efficacy, such as radiotherapy. In addition, Gal-3 has shown remarkable diagnostic versatility and its importance as a biomarker in various cancers, heart disease and more recently metabolic disorders such as diabetes has been demonstrated. Thus, this work aimed at the development and optimization of an electrochemical biosensor based on molecular imprinted polymers (MIP) for monitoring the effect of radiotherapy in melanoma by detecting Gal-3. The target molecule was recognized by a MIP material, created on the electrode’s surface by electropolymerizing a mixture of the analyte (Gal-3) and the monomer (2-aminophenol). This process formed a non-conductive polymer with recognition sites showing affinity for the Gal-3. After this, the protein was removed from the polymeric material by oxalic acid treatment. The control of the surface modification was monitored by RAMAN spectroscopy and electroanalytical techniques, namely electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry (CV). The analytical performance of the sensor was evaluated by EIS, by following the analytical response of standard solutions ranging from 0,5 ng/mL to 5 ng/mL Gal-3. The response obtained was of analytical interest, considering that healthy individuals show normal physiological levels of 30 ng/mL. In general, the biosensor displayed good analytical features, considering limit of detection, response time and reproducibility. The analytical features of the MIP material in serum were also suitable, considering future applications in real samples, evidencing a reduced impact in the response of the biosensor from components of biological fluids. In general, the biosensor developed using plastic antibodies (MIPs) as a biorecognition element showed excellent features in terms of simplicity and sensitivity, demonstrating huge potential for on-site application in medical research and clinical diagnosis. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 202468909 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.22/15734 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.relation | Early detection and monitoring of metabolic progression of type 2 diabetes | |
| dc.subject | Biossensor | pt_PT |
| dc.subject | Gal-3 | pt_PT |
| dc.subject | Melanoma | pt_PT |
| dc.subject | Polímeros de impressão molecular | pt_PT |
| dc.subject | Biosensor | pt_PT |
| dc.subject | Molecularly-imprinting polymers | pt_PT |
| dc.title | Desenvolvimento de um biossensor eletroquímico para monitorização da radioterapia no melanoma | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| oaire.awardTitle | Early detection and monitoring of metabolic progression of type 2 diabetes | |
| oaire.awardURI | info:eu-repo/grantAgreement/FCT/9876 - Politécnicos/SAICT-POL%2F24325%2F2016/PT | |
| oaire.fundingStream | 9876 - Politécnicos | |
| project.funder.identifier | http://doi.org/10.13039/501100001871 | |
| project.funder.name | Fundação para a Ciência e a Tecnologia | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| relation.isProjectOfPublication | 1c00aa9e-809e-4831-ac65-e5c026e6e30f | |
| relation.isProjectOfPublication.latestForDiscovery | 1c00aa9e-809e-4831-ac65-e5c026e6e30f | |
| thesis.degree.name | Mestrado em Engenharia de Computação e Instrumentação Médica | pt_PT |