RELATÓRIO TÉCNICO FINAL ( )PPI ( X )PPA ( )PPE. Glicosímetro utilizando óxido de ferro como agente de medição.
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- Branca Flor Alcaide de Escobar
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1 RELATÓRIO TÉCNICO FINAL ( )PPI ( X )PPA ( )PPE I. Informações sobre o Projeto de Pesquisa 1.1. Número do Protocolo do Projeto de Pesquisa: 1.2. Título do PPI, PPA ou PPE: Glicosímetro utilizando óxido de ferro como agente de medição Dados cadastrais do proponente/coordenador (nome, endereço, telefone, e coordenação): Proponente (s): Edson Luiz Schultz (coor.engeletrica@unigua.edu.br) Juan Carllo Villalba (pullyvillalba@yahoo.com.br) Fone: (42) End.: Avenida Helvetia, Entre Rios - Guarapuava/PR Coordenador ou Líder do Grupo de Pesquisa: Juan Carllo Villalba Coordenação de Curso de lotação:edson Luiz Schultz 1.4. Período de execução do PPI, PPA ou PPE: 17/03/2014 a 16/03/ Número da resolução de aprovação do Projeto de Pesquisa: 02/ CONSAD 1.6. Área e subárea de pesquisa, segundo a tabela do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico, CNPq: Área ; Subárea Grupo de Pesquisa: GRUPO II 1.8. Linha de Pesquisa: Circuitos Eletrônicos II. Resumo O projeto objetiva o desenvolvimento de um novo sensor de glicose não enzimático, utilizando nanopartículas de akaganeíta como agente oxidante da glicose. Os testes inicialmente realizados, tiveram por objetivo a montagem do circuito e sua resposta na coleta de dados, ou seja, se haveria uma resposta positiva ou não do circuito construído. Os resultados obtidos, mostraram uma resposta positiva do circuito construído. Na obtenção desses dados não foram utilizados as nanopartículas, o que 1
2 pode indicaruma possibilidade de eliminar-se até mesmo as nanopartículas, diminuindo ainda mais os custos por análise. III. Conteúdo 1. Introdução: 1.1. Contextualização: Se hoje pudéssemos discorrer sobre nutrientes e ou moléculas essenciais à vida, mas, que estão trazendo grandes malefícios à saúde, logo pensamos em pelo menos duas, açúcar e sal de cozinha. O açúcar que utilizamos provém da cana de açúcar, e é uma mistura de glicose com frutose, que dá origem à um dissacarídeo, a sacarose. A sacarose é processada em nosso organismo com a finalidade de produzir energia. No estágio inicial ela é quebrada nas hexoses glicose e frutose, no entanto, a frutose é absorvida muito mais rapidamente que a glicose nos alimentos industrializados. A glicose por sua vez é transportada para as células e utilizada na síntese de ATP, ou seja, energia para todos os processos celulares. A glicose encontra-se sob duas maneiras nos organismos, glicose livre, ou glicose sanguínea, popularmente conhecida como açúcar do sangue, e o glicogênio, que é um biopolímero de glicose, presente nas células hepáticas e musculares 1. Trata-se portanto de uma reserva energética, que quando sobrecarregada, ativa as células adiposas, e o excesso de glicose é transformado e armazenado na forma de gordura. O nível de glicose sanguínea é controlado por um hormônio proteico, denominado insulina. A insulina é secretada pelas células beta (β ) do pâncreas, e sua função é fazer com que o excesso de glicose sanguínea seja transformada em glicogênio e armazenada no fígado e músculos 1. Todavia, devido à grande ingestão de carboidratos, na forma de pães doces e massas, especialmente aqueles ricos em xarope de milho (rico em frutose e glicose), acabam provocando uma resistência à insulina. Convém ressaltar ainda que a frutose não é afetada por insulina, o que a torna um produto a ser ingerido com precaução. Porém, nas frutas, devido às fibras, vitaminas e minerais, esse efeito é diminuto, por isso são fontes saudáveis. A resistência à insulina é denominada diabetes do tipo II. A diabetes é uma doença grave, onde o organismo já não consegue mais manter o nível de glicose nos patamares ideais para o bom funcionamento do organismo. Suas consequências incluem: cegueira, amputações, insuficiência renal, dentre outros. Portanto, quantificar a glicose é de extrema importância Problema: Os chamados glicosímetros, medidores de glicose ou ainda, glicômetros, são instrumentos que medem a quantidade de glicose presente em uma amostra através de um sinal elétrico, seja corrente ou potencial, e como pela lei de Faraday da eletrólise, a quantidade de corrente gerada no sistema é diretamente proporcional à concentração de glicose. Até aqui, o processo parece simples, no entanto, a amostra contendo o analito (glicose), é depositada sobre uma tira. Essa tira, é composta por três eletrodos, um eletrodo de trabalho, um contra eletrodo e um eletrodo de referência. O eletrodo de trabalho é onde ocorre a reação de interesse, nesse caso a oxidação (perda de elétrons) da glicose, e é responsável pela medida em si. O contra eletrodo busca manter o equilíbrio de corrente no sistema, ou seja, completa o par com eletrodo de trabalho. O eletrodo de referência, mantém o potencial constante durante a medição. O eletrodo de referência é usualmente construído com prata/cloreto de prata, e seu potencial é invariável, ou seja constante. Isso somente já 2
3 torna o material um tanto quanto dispendioso, no entanto, para haver uma resposta rápida, e evitar interferentes eletroquímicos, utiliza-se nas tiras (no eletrodo de trabalho), uma enzima, a glicose oxidase, e isso, acaba aumentando muito o custodo produto, de forma que, o aparelho eletrônico em si, é barato, e as tiras, que por sua vez são descartáveis, possuem alto custo Objetivos: O trabalho tem como objetivo específico desenvolver um glicosímetro que não necessite da enzima glicose oxidase, utilizando como mediador de oxidação da glicose um óxido de ferro de fácil preparo e baixo custo, ou mesmo, um instrumento isento de qualquer mediador químico. Tem-se ainda como objetivo, desenvolver um sistema que não seja invasivo, ou seja, que não necessite tirar sangue, ou que de alguma maneira traga desconforto durante o uso. 2. Resultados/Produtos e Discussões: Os resultados ainda são parciais. As etapas realizadas até o momento foram: 1. Revisão bibliográfico realizaçãode uma busca bibliográficas com o objetivo de verificar o estado da arte em relação às inovações tecnológicas referente à detecção de glicose. 2. Aquisição de equipamentos e insumos foram realizados estudos financeiros para a compra de equipamentos e outros materiais necessários para o desenvolvimento dos projeto. 3. Testes e discussão de resultados foi montado um circuito para testes em soluções glicosadas. Estes teste foram montados de maneira a somente verificar uma alteração de sinal referente à uma mudança na concentração de glicose no meio. 4. Apresentação de resultados em eventos da área os resultados parciais foram apresentados, durante o desenvolvimento do projeto, em eventos técnico-científicos, tais como o SEPEX. 5. Procedimento Experimental. Foram montados três tipos de soluções para analisar a influência do nível de açúcar em um meio glicosado, com as seguintes dosagens. Solução Soro Fisiológico - Sem Glicose Soro Fisiológico - Pouca Saturação em Glicose Soro Fisiológico - Média Saturação em Glicose Composição (25 ml solução) (25 ml solução + 3 gramas açúcar) (25 ml solução + 3 gramas açúcar) 6. Método Utilizado Para realizar a medições de fluxo de elétrons (tensão e corrente) foi confinado a solução em um seringa comercial, e em seguida foram emitidas ondas em média frequência para em um ponto de entrada do eletrodo e no outro terminal foram feitas as leituras, do sinal de saída. 3
4 Método Teórico Método Prático Circuito de Amostragem 7. Dados Obtidos Conforme o esperado os dados obtidos mostram que a resistência da solução aumenta de acordo com a quantidade de açúcar inserido na mesma. Sem Glicose Pouca Saturação em Glicose Média Saturação em Glicose 8) Próximas etapas. A coordenação do Curso de Engenharia Elétrica sugere realizar as seguintes etapas para finalização do projeto. a) Prorrogar a remuneração para o professor responsável pela pesquisa. b) Projetar um equipamento de medição que quantidade de açúcar. 3. Referências: 1 RAFF, H. Segredos em fisiologia. 1. ArtMed, BARREIROS, R. C.; BOSSOALN, G.; TRINDADE, C. E. P. Frutose em humanos: efeitos metabólicos, utilização clínica e erros inatos associados. Revista de Nutrição, v. 3, n. 18, p ,
5 3 Tudo sobre diabetes. Acesso em: 06 de fevereiro. 4. Disseminação: Apresentação de resultados em eventos da área os resultados parciais foram apresentados, durante o desenvolvimento do projeto, em eventos técnico-científicos, como o Seminário de Iniciação Científica, Pesquisa e Extensão da Faculdade Guarapuava, no ano corrente (2014), sendo também os resultados publicados como resumo expandido nos anais do evento. Local, data e assinatura do Proponente/Coordenador. 5
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