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dc.creatorAnzola, Carlos Eduardo Arévalo-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0803970202880504eng
dc.contributor.advisor1Paula, Marcos Marques da Silva-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9465127865782783eng
dc.contributor.advisor-co1Brito, Walter Ricardo-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0146388169116307eng
dc.contributor.referee1Zayas , Fidel Guerrero-
dc.contributor.referee2Souza, Sergio Michielon de-
dc.contributor.referee3D’Ávila, Marcos Akira-
dc.contributor.referee4Silva , Luciano da-
dc.date.issued2025-08-29-
dc.identifier.citationANZOLA, Carlos Eduardo Arévalo. Desenvolvimento de tintas condutivas para eletrodos impressos e sua aplicação em imunossensor eletroquímico para Sars-Cov-2. 2025. 94 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2025.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11272-
dc.description.resumoApesar do potencial de eletrodos impressos para diagnósticos de baixo custo, seu desempenho ainda é limitado pela formulação da tinta, que afeta a estabilidade do filme e a conectividade entre as partículas condutoras. Nesta pesquisa, foi desenvolvida e otimizada uma tinta condutora baseada no copolímero VINNOL® H 15/50 e cargas de carbono, e foi empregada na fabricação de um imunossensor eletroquímico para detecção da proteína Spike do Síndrome Respiratória Aguda Grave do Coronavírus-2 (SARS-CoV-2). A formulação mais eficiente da tinta combinou 2,5 g de VINNOL® H 15/50, 3,5 g de grafite e 1,5 g de negro de fumo (33,3 % de ligante na fase sólida; razão 70:30 entre grafite e negro de fumo), produzindo filmes homogêneos com resistência elétrica próxima de 5 Ω. A caracterização da tinta confirmou a natureza bifásica do compósito e a rede de percolação onde o Espectroscopia de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier identificou C=O e C–O–C do segmento acetato e C–Cl do segmento cloreto; Espectroscopia Raman preservou os modos D/G/2D do grafite com desordem moderada; Análise Termogravimétrica (TGA) em N₂ mostrou quatro eventos de degradação com resíduo carbonáceo elevado; difração de raios X (DRX) manteve as reflexões do grafite; e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) revelou porosidade nanométrica favorável à infiltração do eletrólito. Eletroquimicamente, o eletrodo não modificado apresentou resposta quase-reversível em voltametria cíclica CV e resistência de transferência de carga de 127 Ω (ajuste Randles–CPE). O imunossensor foi construído por ativação EDC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide) e NHS (N-hydroxysuccinimide), imobilização de Imunoglobulina G (IgG) anti-S e bloqueio com albumina sérica bovina (BSA); em Voltametria de Pulso Diferencial DPV, operou em modo signal-off, com queda de corrente proporcional à concentração de antígeno. A curva analítica (100–700 ng mL⁻¹) foi linear (R² = 0,983; slope −0,03194 μA·(ng mL⁻¹) ⁻¹) e o limite de detecção foi 82,6 ng mL⁻¹. O método foi identificado como simples, reprodutível e escalável, indicando potencial para plataformas de diagnóstico rápido baseadas em eletrodos impressos.eng
dc.description.abstractDespite the potential of printed electrodes for low-cost diagnostics, their performance is still limited by the ink formulation, which affects film stability and the connectivity between conductive particles. In this research, conductive ink based on the copolymer VINNOL® H 15/50 and carbon fillers were developed and optimized. This ink was then used to fabricate an electrochemical immunosensor for the detection of the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) Spike protein. The most efficient ink formulation combined 2.5 g of VINNOL® H 15/50, 3.5 g of graphite, and 1.5 g of carbon black (33.3 % binder in the solid phase; 70:30 graphite to carbon black ratio), producing homogeneous films with an electrical resistance close to 5 Ω. The characterization of the ink confirmed the biphasic nature of the composite and the percolation network. Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy identified C=O and C–O–C from the acetate segment and C–Cl from the chloride segment. Raman Spectroscopy preserved the D/G/2D modes of graphite with moderate disorder. Thermogravimetric Analysis (TGA) in N₂ showed four degradation events with a high carbonaceous residue. X-ray Diffraction (XRD) maintained the graphite reflections, and Scanning Electron Microscopy (SEM) revealed nanometric porosity favorable for electrolyte infiltration. Electrochemically, the unmodified electrode showed a quasi-reversible response in Cyclic Voltammetry (CV) and a charge transfer resistance of 127 Ω (Randles–CPE fit). The immunosensor was constructed by EDC (1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide) and NHS (N-hydroxysuccinimide) activation, immobilization of anti-S Immunoglobulin G (IgG), and blocking with bovine serum albumin (BSA). In Differential Pulse Voltammetry (DPV), it operated in a signal-off mode, with a current drop proportional to the antigen concentration. The analytical curve (100–700 ng mL⁻¹) was linear (R2= 0.983; slope −0.03194 μA·(ng mL⁻¹)⁻¹) and the limit of detection was 82.6 ng mL⁻¹. The method was identified as simple, reproducible, and scalable, indicating its potential for printed electrode-based rapid diagnostic platforms.eng
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superioreng
dc.description.sponsorshipFAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonaseng
dc.formatapplication/pdf*
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/89042/TESE_CarlosAnzola_PPGFIS.jpg*
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaseng
dc.publisher.departmentInstituto de Ciências Exataseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.initialsUFAMeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Físicaeng
dc.rightsAcesso Aberto-
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA: FISICA: FISICA DA MATERIA CONDENSADAeng
dc.titleDesenvolvimento de tintas condutivas para eletrodos impressos e sua aplicação em imunossensor eletroquímico para Sars-Cov-2eng
dc.typeTeseeng
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-4600-4624eng
dc.subject.userTinta condutorapor
dc.subject.userVINNOL® H 15/50por
dc.subject.userGrafitepor
dc.subject.userEletrodos impressospor
dc.subject.userImunossensorpor
dc.subject.userProteína Spikepor
dc.subject.userSARS-CoV-2por
Appears in Collections:Doutorado em Física

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