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Type: Dissertação
Title: Nanobiossensor a fibra óptica revestido com filme fino de ouro para detecção da bactéria Escherichia coli
Author(s)/Inventor(s): Arcas, Ariadny da Silva
Advisor: Werneck, Marcelo Martins
Abstract: A Escherichia coli (E. coli) é uma espécie de bactéria que habita normalmente o trato intestinal de seres humanos e de alguns animais, portanto, sua presença na água ou nos alimentos é um indicador de contaminação fecal. E a depender da espécie, sua ingestão pode ser prejudicial à saúde. O principal método para a detecção deste microrganismo consiste no uso do meio de cultura bacteriológica que consome tempo e necessita de laboratório com pessoal especializado. Outros métodos mais sofisticados, não são rápidos o suficiente porque requerem o envio de amostras ao laboratório e possuem custo elevado. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sensor a fibra óptica revestido com filme fino de ouro para a detecção da bactéria E. coli na água, como uma alternativa portátil, de resposta rápida e baixo custo às metodologias convencionais. O sensor é fabricado em fibra óptica plástica (POF) em forma de “U” e funciona pelo princípio de modulação de intensidade de luz monocromática por absorção imposta por dois efeitos: perda de luz na curva e Ressonância Plasmônica de Superfície (SPR). A seletividade à bactéria é conferida através da imobilização de anticorpos específicos na superfície da fibra. Foram testadas diversas espessuras do filme de ouro, que tem como objetivo melhorar a adesão da bactéria e permitir o efeito de SPR. O sensor apresentou um limite de detecção de bactérias de 1,5 x 103 UFC/mL, demonstrando que esta tecnologia pode ser uma eficiente ferramenta para análise de rotina da potabilidade e balneabilidade da água e da qualidade dos alimentos.
Abstract: Escherichia coli (E. coli) is a bacterial type that inhabits the intestinal tract of humans and animals, therefore, its presence in water and food is used as indicator of fecal contamination. Depending on the species, it can be harmful to health if ingested. The main method for this microorganism detection is the bacterial culture medium that is timeconsuming and requires a laboratory with specialized personnel. Others sophisticated methods are still not fast enough because they require to send samples to the laboratory and have a high cost of analysis. This work presents the development of a fiber-optic sensor coated with gold thin film for E. coli detection in water as a portable, fast response and low-cost alternative to conventional methodologies. The sensor is manufactured in U-shaped plastic optical fiber (POF) and works by intensity modulation principle excited by a monochromatic light. The light absorption is imposed by two effects: bending loss by refraction and Surface Plasmon Resonance (SPR). Bacterial selectivity was obtained by specific antibodies immobilization on the fiber surface. Sensors coated with several thicknesses of gold thin film were tested in order to improve bacteria adhesion and to enable SPR effect. The sensor showed a detection limit of 1,5 x 103 CFU/mL of E. coli bacteria concentration, demonstrating that the technology might be an efficient tool for quality analysis of water and food.
Keywords: Engenharia de Nanotecnologia
Sensores a fibra óptica
Nanobiossensor
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Nanotecnologia
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: May-2017
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia de Nanotecnologia

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