Fabricação de dispositivos microfluídicos a base de papel utilizando materiais de baixo custo

• Main Author: Karina Lopes Dornelas
• Other Authors: Evandro Piccin
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2013
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/SFSA-9JVRQY

=== Over the past six years, paper-based microfluidic devices (PADs), manufactured by applying hydrophilic materials on hydrophobic paper, have emerged as a promising platform for point-of-care diagnostics in developing countries, where the availability of resources is limited. These devices have attractive features such as low cost, ease of use, low consumption of reagents and sample, portability, and disposability. This work describes an alternative method for fabricating PADs by using low cost materials. In order to make the hydrophobic barriers on the chromatography paper, rubber/wood stamps and a mixture of polydimethylsiloxane (PDMS)/hexane have been used. The desired standards for PADs, drawn using graphic software, were made in rubber/wood stamps, whose were used to mark the paper with PDMS/hexane. In order to determine the resolution of the proposed method, the widths of hydrophobic barriers and the widths of hydrophilic channels were studied in the range of 200-1400 m and 1600-2200 m, respectively. The smallest hydrophobic barrier was obtained with 948 ± 112 m (n=9), that resulted from a line with nominal width of 200 m. The smallest width obtained for the hydrophilic channel was 721 ± 111 m (n=9), which originated from a channel with nominal of 1600 m. The PADs were tested in the colorimetric determination of bovine serum albumin (BSA). In this study the concentration range of the calibration curve varied from 0 to 50 mg mL-1, and the limit of detection (LD) was 7.2 mg mL-1. Moreover, PADs were fabricated with electrochemical detection, with working, reference, and auxiliary electrodes made by hand using 5B graphite pencil. The performance of these devices was evaluated by cyclic voltammetry (CV) of K3[Fe(CN)6] as model compound, and by the amperometric determination of acetaminophen in pharmaceutical formulations. For this, a calibration curve was constructed with concentrations of acetaminophen ranging between 100 and 800 mol L-1. The obtained coefficient of determination (R2) was 0.9977, and the limit of detection (LD) and limit of quantification (LQ) were determined as 6.52 mol L-1 and 21.72 mol L-1, respectively. === Nos últimos seis anos, dispositivos microfluídicos à base de papel (microfluidic paper-based devices, µPADs), fabricados através da aplicação de materiais hidrófobicos em papel hidrofílico, surgiram como uma plataforma promissora para diagnósticos do tipo point-of-care em países em desenvolvimento, onde a disponibilidade de recursos é limitada. Esses dispositivos apresentam características atraentes, como baixo custo, facilidade de uso, baixo consumo de reagente e de amostra, portabilidade e descartabilidade. Este trabalho descreve um método alternativo para fabricação de µPADs utilizando materiais de baixo custo. Para formar barreiras hidrofóbicas em papel de cromatografia, foram utilizados carimbos de borracha e madeira, e uma mistura de polidimetilsiloxano (PDMS)/hexano. Os padrões desejados para os µPADs, desenhados em um software gráfico, foram confeccionados em carimbos de borracha/madeira, utilizados para marcar o papel com PDMS/hexano. Para determinar a resolução do método proposto, as larguras das barreiras hidrofóbicas e dos canais hidrofílicos foram estudadas no intervalo de 200-1400 µm e 1600-2200 µm, respectivamente. A menor barreira hidrofóbica obtida foi de 948 ± 112 µm (n = 9), resultante de uma largura nominal de 200 µm. A menor largura obtida para o canal hidrofilico foi de 721 ± 111 µm (n = 9), sendo originado por um canal de largura nominal de 1600 µm. Os µPADs foram avaliados na determinação colorimétrica da proteína albumina sérica bovina (BSA) no intervalo de concentrações de 0 a 50 mg mL-1. Nesse estudo, o limite de detecção (LD) obtido foi de 7,2 mg mL-1. Além disso, foram fabricados µPADs com detecção eletroquímica, com eletrodos de trabalho, referência e contra-eletrodo feitos a mão utilizando o grafite de lápis 5B comercial. O desempenho destes dispositivos foi avaliado através da técnica de voltametria cíclica (VC), utilizando o K3[Fe(CN)6] como composto modelo e, também, para a determinação amperométrica de paracetamol em formulações farmacêuticas. Para isso, uma curva analítica foi construída no intervalo de concentrações de paracetamol entre 100 e 800 µmol L-1, obtendo um coeficiente de determinação (R2) de 0,9977, LD e limite de quantificação (LQ) de 6,52 µmol L-1 e 21,72 µmol L-1, respectivamente.