Desenvolvimento e caracterização de compósitos ZnO/grafeno induzido por laser para aplicação em biossensores - Zanoni, Julia Ines Pilan (2019)
Neste trabalho foram desenvolvidos e caracterizados compósitos de óxido de zinco e grafeno induzido por laser (ZnO/LIG) produzidos simultaneamente por processamento a laser. Estes compósitos foram utilizados na preparação de biossensores com dupla transdução, ótica e impedimétrica, com o objetivo de detetar e discriminar diferentes concentrações do antígeno específico da próstata (PSA). Diferentes combinações dos parâmetros de processamento a laser foram testadas, bem como diferentes pastas precursoras de ZnO, de forma a determinar qual a combinação considerada mais adequada. Uma folha de poliimida (Kapton®) foi usada quer como precursor para a formação do LIG, quer como substrato flexível para os compósitos resultantes. Os compósitos de ZnO/LIG foram caracterizados através das técnicas de microscopia eletrónica de varrimento (SEM), espectroscopia de raios-X por dispersão em energia (EDS), espectroscopia de Raman, fotoluminescência (PL), fotoluminescência de excitação (PLE), voltametria cíclica (CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Após a determinação dos parâmetros considerados mais vantajosos para a aplicação pretendida, os compósitos de ZnO/LIG selecionados foram produzidos a partir da pasta precursora de ZnO, com os parâmetros de processamento: v= 200 mm.s-1 , P= 21 W, d= 0,1 mm, hlaser= 2,1 cm. Réplicas desses compósitos foram produzidas e caracterizadas de forma a avaliar a sua reprodutibilidade. Posteriormente, o transdutor formado por esses compósitos foi funcionalizado pela técnica de adsorção física, utilizando anticorpos anti-PSA como elemento biorecetor, seguido de um passo de passivação com albumina de soro bovino (BSA) para minimizar as interações não-específicas. Os biossensores e controlos produzidos foram testados para oito concentrações de PSA e a resposta do sinal do transdutor foi verificada através das técnicas de PL e EIS. No entanto, não foi possível observar uma tendência específica em função da concentração de PSA na resposta obtida por ambas as técnicas. Face a estes resultados, foram ainda avaliados alguns dos possíveis fatores que limitam o desempenho dos sensores desenvolvidos, recorrendo à análise por SEM, EDS e espectroscopia de Raman da superfície dos biossensores e controlos produzidos.