Auxílio à pesquisa 14/24126-6 - Microfluídica, Microemulsão - BV FAPESP
Microemulsificação em química analítica para o desenvolvimento de plataformas point-of-care: estudo de fatores intervenientes e automação em microfluídica
Processo: 14/24126-6
Pesq. associados: Angelo Luiz Gobbi ; Diego Stéfani Teodoro Martinez ; Fernando Galembeck ; Lauro Tatsuo Kubota
Bolsa(s) vinculada(s): 15/12623-8 - Microemulsificação em química analítica para o desenvolvimento de plataformas point-of-care: estudo de fatores intervenientes e automação em microfluídica, BP.TT
Assunto(s): Microfluídica Microemulsão Smartphone
Este projeto aborda um método concebido no Laboratório de Microfabricação (LMF) em 2014. Designado como MEC (microemulsification-based method), ele consiste no uso inédito do fenômeno da estabilização termodinâmica de dispersões (microemulsificação) para determinações analíticas precisas ou preliminares. Com esse fenômeno, a geração de nanogotas em microemulsões (MEs; transparentes) permite a realização de experimentos quantitativos mediante o monitoramento da turbidez do sistema, que consiste inicialmente de emulsões ou sistemas de Winsor (turvos). Mais especificamente, o MEC baseia-se no efeito do analito sobre a entropia dessas dispersões, o que afeta a microemulsificação modificando a fração volumétrica mínima do anfifílico necessária para gerar ME; esse parâmetro expressa a resposta analítica do método. Diferentemente do que ocorre em colorimetria onde a resposta varia com a intensidade de cor, a medida da resposta analítica do MEC baseia-se em uma informação química binária, a conversão turvo-transparente. Esse fato permite determinações precisas através simplesmente da detecção visual, prescindindo quaisquer técnicas instrumentais de detecção. O MEC combina simplicidade, rapidez, consumo de reagentes reduzido (até 20 µL) e portabilidade (fatores cruciais na indústria) com um desempenho analítico satisfatório considerando-se figuras de mérito como precisão, linearidade, robustez e exatidão (aspectos decisivos na pesquisa científica). Assim, o MEC é uma alternativa promissora para a construção de plataformas point-of-care (POC), capazes de conduzir análises in situ sem a necessidade por operadores qualificados. Até o momento, o MEC foi aplicado na determinação de água em etanol combustível e monoetilenoglicol em amostras complexas de gás natural liquefeitofornecidas pela Petrobras. As análises a etanol, as quais objetivaram avaliar a sua adulteração por água, mostraram que o desempenho analítico do método varia com a região das dispersões no diagrama de fases. Os testes a gás natural, por sua vez, demonstraram o potencial do MEC para análises a matrizes complexas. Não obstante a complexidade dessas amostras, determinações exatas foram conseguidas sem a realização de etapas tais como extração e separação. Adicionalmente, o método mostrou-se robusto; esse parâmetro foi avaliado considerando-se desvios na preparação volumétrica das misturas água-óleo e variações na temperatura e na força iônica do meio. Os objetivos deste projeto são: (i) investigar o efeito de fatores intervenientes diversos (natureza do anfifílico e da fase aquosa, temperatura e força iônica) sobre o desempenho analítico e (ii) desenvolver um dispositivo microfluídico integrando smartphone para a realização do método. Com isso, buscamos uma melhor compreensão do MEC e o desenvolvimento de uma ferramenta analítica potencial para experimentos point-of-care de rotina. O advento do smartphone em química analítica quantitativa é uma área do conhecimento atual e de fronteira. Suas características intrínsecas tais como portabilidade, uso difundido, comunicação e computação irão contribuir notoriamente nos próximos anos para o desenvolvimento de plataformas lab-on-a-chip capazes de realizar determinações in situ precisas, rápidas e automáticas eliminando a necessidade por operadores qualificados (testes POC). Em especial, acreditamos que o emprego da microfluídica acoplada com detecção turbidimétrica por smartphone para realização do MEC é uma alternativa promissora no tocante à construção dessas plataformas. Em adição às suas características ideais como ferramenta de teste rápido, o MEC possui alta compatibilidade de automação em microssistemas incorporando smartphone conforme discutido no projeto atual. (AU)
HIGA, KAREN M.; DE CAMARGO, CAMILA L.; GIORDANO, GABRIELA F.; SILVA, IVO P. O.; GOBBI, ANGELO L.; KUBOTA, LAURO T.; LIMA, RENATO S. Intervening factors in the performance of a naked-eye microemulsification-based method and improvements in analytical frequency. ANALYTICAL METHODS, v. 9, n. 22, p. 3347-3355, JUN 14 2017. Citações Web of Science: 0.
SHIROMA, LETICIA S.; OLIVEIRA, ALINE F.; LOBO-JUNIOR, EULICIO O.; COLTRO, WENDELL K. T.; GOBBI, ANGELO L.; DE LA TORRE, LUCIMARA G.; LIMA, RENATO S. High adhesion strength and hybrid irreversible/reversible full-PDMS microfluidic chips. Analytica Chimica Acta, v. 951, p. 116-123, JAN 25 2017. Citações Web of Science: 6.
GIORDANO, GABRIELA F.; VICENTINI, MARCIA B. R.; MURER, RUI C.; AUGUSTO, FABIO; FERRAO, MARCO F.; HELFER, GILSON A.; DA COSTA, ADILSON B.; GOBBI, ANGELO L.; HANTAO, LEANDRO W.; LIMA, RENATO S. Point-of-use electroanalytical platform based on homemade potentiostat and smartphone for multivariate data processing. Electrochimica Acta, v. 219, p. 170-177, NOV 20 2016. Citações Web of Science: 13.
TEIXEIRA, CARLOS A.; GIORDANO, GABRIELA F.; BELTRAME, MAISA B.; VIEIRA, LUIS C. S.; GOBBI, ANGELO L.; LIMA, RENATO S. Renewable Solid Electrodes in Microfluidics: Recovering the Electrochemical Activity without Treating the Surface. Analytical Chemistry, v. 88, n. 22, p. 11199-11206, NOV 15 2016. Citações Web of Science: 8.
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DA CUNHA, JAQUELINE G.; SHIROMA, LEANDRO Y.; GIORDANO, GABRIELA F.; COUTO, BRUNO C.; CARVALHO, ROGERIO M.; GOBBI, ANGELO L.; KUBOTA, LAURO T.; LIMA, RENATO S. Microemulsification-Based Method: Analysis of Monoethylene Glycol in Samples Related to Natural Gas Processing. ENERGY & FUELS, v. 29, n. 9, p. 5649-5654, SEP 2015. Citações Web of Science: 2.
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