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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Dispositivos microfluídicos combinando aprisionamento por dieletroforese e detecção por SERS
Title Alternative: Microfluidic devices combining dielectrophoresis trapping and SERS detection
Author: Almeida, Gabriela Brito, 1989-
Advisor: Silva, José Alberto Fracassi da, 1970-
Abstract: Resumo: Dieletroforese (DEP) é um mecanismo de transporte eletrocinético que ocorre na presença de um campo elétrico não-uniforme, promovendo o transporte de partículas neutras e carregadas. A maioria dos estudos com DEP utiliza arranjo de microeletrodos e aplicação de corrente alternada (AC) para a obtenção de campo elétrico não-uniforme. Uma alternativa à DEP convencional é a dieletroforese com estruturas isolantes (iDEP), na qual estruturas isolantes, presentes no interior do canal microfluídico, deformam o campo elétrico durante a aplicação de corrente direta (DC), gerando assim um gradiente de potencial. A iDEP tem fabricação mais simples e de menor custo em relação a DEP. A DEP é uma área em crescimento na comunidade microfluídica, sendo principalmente aplicada na área biomolecular e biomédica. Estudos em DEP têm focado em criar e potencializar o efeito SERS (Surface-enhanced Raman scattering) a partir de nanopartículas. O efeito SERS, ou efeito Raman por superfície, consiste na amplificação do sinal no espectro Raman a partir de superfícies metálicas rugosas ou coloides metálicos. O presente trabalho utiliza iDEP para aprisionamento de nanopartículas de ouro (AuNP), com o objetivo de amplificar o espectro Raman através do efeito SERS. O sistema foi inicialmente estudado utilizando-se partículas de poliestireno, no qual foi estudado a influência do pH no comportamento das partículas e também os diferentes regimes de fluxo na DEP. Já na segunda parte do projeto estudou-se o aprisionamento das AuNP e acoplou-se o sistema ao detector Raman, verificando-se o controle do efeito SERS a partir da aglomeração das AuNP por iDEP. Soluções aquosas de cristal violeta foram utilizadas como modelo para SERS

Abstract: Dielectrophoresis (DEP) is the electrokinetic motion of particles produced by polarization effects when these particles are exposed to non-uniform electric fields, resulting on the transport of both neutral and charged species. Most of DEP systems uses microelectrode arrays and alternate current to generate a non-uniform electric field. An alternative to the use of electrodes is the DEP with insulating structures (iDEP), where the insulator structures, inside the microchannel, will deform the field when a direct current (DC) is applied. The fabrication of iDEP microdevices is more simple and cheaper than DEP microdevices. DEP is a growing area in microfluidic and has been applied in molecular biology and biomedicine, since it can be used for trapping, concentration and separation of different particles, including cells. The use of DEP to aggregate metal particles has been applied and demonstrated potential to optimize the SERS (Surface-enhanced Raman scattering) effect. The SERS effect is the intensification of the Raman signal by metal surfaces or metal colloids. In this work, we have used iDEP to trapping gold nanoparticles (AuNP) in order to amplify the Raman spectra by SERS effect. First we worked with polystyrene particles to study the pH influence in the system and the flows regimes. In the second part of this work we trapped AuNP and couple the system with a Raman detector, demonstrating the use of iDEP to trap AuNP and control the SERS effect. Crystal violet solutions were used as model for SERS
Subject: Dieletroforese
Nanopartículas
Raman, Efeito intensificado em superfícies
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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