Development of microfluidic device for cell lysis
| Orientador(a) (dc.contributor.advisor) | Pereira, Paulo Ricardo da Silva | |
| Lattes Orientador(a) (dc.contributor.advisorLattes) | http://lattes.cnpq.br/1997755245309923 | pt_BR |
| Autor(a) (dc.contributor.author) | Maraschin, Samuel Tavares da Silva | |
| Autor(a) Lattes (dc.contributor.authorLattes) | http://lattes.cnpq.br/0122311526768918 | pt_BR |
| Data de Disponibilização (dc.date.accessioned) | 2022-03-16T19:13:09Z | |
| dc.date.available (dc.date.available) | 2022-03-16T19:13:09Z | |
| Data da defesa / Data do evento (dc.date.issued) | 2021-10-05 | |
| Abstract (dc.description.abstract) | The use of certain protocols to diagnose diseases requires specific tools and highly qualified professionals. This high-end scenario has leveraged the development of new mechanisms and processes on biomolecular analyses. In this context, recent discussions regarding new portable and low-cost devices which enable faster results have been receiving attention due to the possibility of speeding up physician decision making. The speed of decision-making has garnered attention even prior to the 2020 pandemic, and has proved to be an important factor in successful treatments. The process of disrupting cell membrane is known as cell lysis. This process is a fundamental step in several molecular analyses such as Polymerase Chain Reaction (PCR) standard analysis to diagnose diseases such as Sars CoV 2 (COVID-19) and many others. The standard protocol to perform PCR uses specific chemicals to rupture cell membrane, which increases the costs of tests. Since these materials are not currently available in the Brazilian market, it results in a long lead time. In addition, the protocols used to run PCR require specific training for staff, adding extra cost and time into the process. Therefore, this study presents the development of a microdevice for cell lysis. The proposed device was made using microfabrication techniques developed by the microelectronics industry. The microdevices have shown some advantages to conventional technologies such as portability, faster results, and a decrease of contamination risk when the samples are handled in a closed system. To prove the efficiency of the device, two analyses were performed: RNA concentration measured by a spectrophotometer and amplification of genetic material using PCR methodology. Based on results obtained through this technology, it was possible to establish the great prospective brought out by this method on health services reducing cost and speeding up results. A microdevice with 15 μm electrodes got promising results when compared to the ones from standard techniques. A significant time reduction on sample preparation, aside from portability and friendly user operation are some of benefits provide by the proposed device. | en |
| Resumo (dc.description.resumo) | O uso de protocolos ágeis para diagnóstico, que exigem laboratórios bem equipados e profissionais altamente especializados, tem estimulado o desenvolvimento de novos mecanismos e processos para análises biológicas. Neste contexto, as discussões recentes sobre dispositivos compactos e inovadores para diagnóstico de doenças, que permitam análises rápidas e com baixo custo, têm ganhado destaque por mostrarem a possibilidade de antecipação da tomada de decisões pelos profissionais da saúde no cenário corrente de pandemia. Atualmente, o processo de rompimento da membrana celular, conhecido como lise celular, está na base de diversas técnicas de análise do material genético, dentre elas, o processo de amplificação de segmentos de código genético (PCR, Polymerase Chain Reaction), utilizado, por exemplo, na detecção do vírus Sars CoV 2, causador da COVID-19. O protocolo padronizado deste processo utiliza substâncias químicas específicas para realizar o rompimento da membrana celular, o que contribui para o aumento do custo do teste, pois é necessário importar estes insumos especiais. Além disto, ele demanda a operação por técnicos com treinamento específico. O presente trabalho explora o desenvolvimento de um microdispositivo para lise celular. O microdispositivo proposto foi construído com base em técnicas de microfabricação oriundas da indústria de microeletrônica, apresentando várias vantagens sobre os equipamentos convencionais, tais como: rapidez na realização da lise celular (em comparação com o método de lise atualmente empregado), dispensa do uso de reagentes e diminuição da probabilidade de contaminação da amostra por tratar se de sistema fechado. Para comprovar a funcionalidade do dispositivo, são realizados dois métodos de análise da lise celular: quantificação de RNA disponível na amostra por Nanodrop e amplificação do material genético após lise por técnica de PCR. Com base nos resultados do desenvolvimento desta tecnologia, através da prova de conceito, pode-se determinar o potencial de inclusão do método nos serviços de saúde com os objetivos de reduzir custos e agilizar o diagnóstico. O dispositivo microfabricado contendo eletrodos de 15 μm, obteve resultados promissores, de forma que foi observado comportamento compatível aos protocolos de extração já existentes. Havendo uma redução significativa no tempo de preparação para análise, o que mostra o potencial do dispositivo, outros potenciais do dispositivo incluem portabilidade e fácil utilização. | pt_BR |
| Agência de fomento (dc.description.sponsorship) | Nenhuma | pt_BR |
| URI (dc.identifier.uri) | http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/10912 | |
| Idioma (dc.language) | pt_BR | pt_BR |
| Nome da instituição (dc.publisher) | Universidade do Vale do Rio dos Sinos | pt_BR |
| País da Instituição (dc.publisher.country) | Brasil | pt_BR |
| Departamento (dc.publisher.department) | Escola Politécnica | pt_BR |
| Sigla da Instituição (dc.publisher.initials) | Unisinos | pt_BR |
| Programa (dc.publisher.program) | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica | pt_BR |
| Direitos de acesso ao documento (dc.rights) | openAccess | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Lise celular | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Diagnóstico | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Microfabricação | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Amplificação RNA | pt_BR |
| Assunto (dc.subject) | Cell lysis | en |
| Assunto (dc.subject) | Diagnostic | en |
| Assunto (dc.subject) | Microfabrication | en |
| Assunto (dc.subject) | DNA amplification | en |
| Tema (CNPq) (dc.subject.cnpq) | ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Elétrica | pt_BR |
| Título (dc.title) | Development of microfluidic device for cell lysis | pt_BR |
| Tipo de arquivo (dc.type) | Dissertação | pt_BR |
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