Plataforma sensora miniaturizada para a detecção de compostos orgânicos voláteis em ar exalado

Resumo

A presente proposta visa o desenvolvimento de um sistema miniaturizado de fibra óptica com detecção combinada entre um sensor luminescente (LS) e um sensor no infravermelho médio com guia de onda (MIR HWG) para a determinação simultânea de bioindicadores, tais como CO2 e O2 totais e compostos orgânicos voláteis (VOCs) (e.g. NO, acetona e a razão isotópica 13C/12C) em amostras de ar exalado (EB). O sensor MIR HWG determinará os componentes moleculares, enquanto o sensor de fluorescência fornecerá informações sobre o quociente de respiração vital (quantidade total de O2 e de CO2). A plataforma sensora será desenvolvida e adaptada para análises contínuas in situ não-invasivas e em tempo real nos sistemas de respiração em unidade de terapia intensiva. Para a classificação dos dados e a quantificação dos bioindicadores em tempo real será empregada a análise multivariada de dados.Inicialmente a análise de ar exalado será conduzida em amostras de ratos e porcos em unidade de terapia intensiva, os quais encontram-se disponíveis na Clínica de Anestesiologia da Universidade de Ulm, dentro dos requisitos do Comitê de Ética da Universidade. As análises serão conduzidas online e offline a fim de se avaliar o desempenho da plataforma sensora miniaturizada. Para fins de validação, a análise convencional do ar exalado por GC-MS será realizada e as figuras de mérito cuidadosamente avaliadas. Como o objetivo deste projeto é desenvolver uma plataforma sensora envolvendo IR-HWG-Fluorescência para monitoramento online de pacientes humanos em unidades de terapia intensiva, as análises de ar exalado em seres humanos serão realizadas em colaboração com o Centro de Câncer de Pulmão no Hospital Robert- Bosch em Stuttgart.A pesquisa proposta é considerada pioneira no diagnóstico através do ar exalado e pela primeira vez combina dois conceitos ortogonais de detecção por fibra óptica em uma única plataforma sensora, representando, desta forma, um passo fundamental para a implementação de métodos opto-bioquímicos de detecção, capazes de realizar monitoramento online em diagnósticos clínicos. Além disso, a inovação resultante deste projeto será a primeira combinação de IR e fluorescência nos sistemas de detecção em um único dispositivo permitindo que diagnósticos através de ar exalado sejam conduzidos, ampliando as possibilidades de monitoramento contínuo e não-invasivo. (AU)