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Type: Dissertação
Title: Mobilespr app e mobilespr case: uma combinação de solução lógica e mecânica para sensores de ressonância de plasmons de superfície baseada em smartphones
Authors: Silva, Elizeu Sandro da
First Advisor: Leiva Casemiro de Oliveira
First Co-advisor: Souza, Leandro Carlos de
First member of the board: Araujo, Silvio Roberto Fernandes de
Second member of the board: Lima, Antonio Marcus Nogueira
Resume: Sensores ópticos baseados na ressonância de plasmons de superfície (SPR - Surface Plasmon Ressonance), são dispositivos utilizados para analisar interações moleculares resultantes da interação ressonante dos fótons com os elétrons livres, presentes em materiais metálicos. Esses sensores são ferramentas poderosas para realizar a caracterização de interações biomoleculares, como também em aplicações de detecção de agentes patológicos, qualidade de alimentos, descoberta de drogas e qualidade de combustíveis. O que os limita como ferramentas de campo são suas dimensões, a necessidade do uso de fonte energética e a necessidade de equipamentos sofisticados. Uma tendência crescente e amplamente utilizada é o uso de plataformas portáteis, como os smartphones. Esses sensores dispõem de grande poder tecnológico, como câmeras de alta qualidade, processadores de alto desempenho e outros recursos que o tornam gadgets atrativos. Além de possuírem sistemas operacionais potentes que viabilizam ao usuário a utilização de algoritmos eficazes e de alta complexidade. Desta forma, neste trabalho foi desenvolvido o MobileSPR App e MobileSPR Case, uma solução integrada de Estrutura Mecânica para Acoplamento (EMA) e software embarcado, baseada no uso de smartphones para a análise de ressonância de plasmons de superfície, que pode proporcionar ao pesquisador a flexibilidade no uso em ambientes diversos. O MobileSPR Case, caracteriza-se como uma estrutura mecânica projetada especialmente para conter todos os elementos ópticos no smartphone para arquivar a excitação do plasmon de superfície. Fabricado em uma impressora 3D, o case se encaixa na parte superior e é ajustável para várias disposições de câmeras frontais.C omposto por duas partes, facilita o processo de substituição do smartphone, além de habilitar biochips mais finos e mais espessos para excitação de plasmon de superfície. O MobileSPR App, apresenta-se como um aplicativo mobile que controla a fonte de luz, câmera, processo de dados, informação exibida e armazenamento de resultados, evita componentes extras para criar uma solução SPR portátil. O App permite a manipulação dos feixes de luz fornecidos pela tela do smartphone, que podem variar entre 380nm a 780nm, permitindo o uso com biochips de diferentes materiais, camada metálica e configurações. A viabilidade da infraestrutura foi testada com uso de um smartphone Xiaomi MI 9 Lite foi usado. Tanto um biochip plano (fino) quanto trapezoidal (mais espesso) operando na interrogação angular foram anexados na solução MobileSPR Case & App, e substâncias adicionais foram exploradas experimentalmente
Abstract: Optical sensors based on surface plasmon resonance (SPR - Surface Plasmon Ressonance), are devices used to analyze molecular interactions resulting from the resonant interaction of photons with free electrons, present in metallic materials. These sensors are powerful tools for performing the characterization of biomolecular interactions, as well as pathological agent detection, food quality, drug discovery and fuel quality applications. What limits them as field tools are their dimensions, the need to use an energy source and the need for sophisticated equipment. A growing and widely used trend is the use of portable platforms such as smartphones. These sensors have great technological power, such as high quality cameras, high performance processors and other features that make them attractive gadgets. In addition to having powerful operating systems that enable the user to use efficient and highly complex algorithms. Thus, in this work, the MobileSPR App and MobileSPR Case were developed, an integrated Mechanical Structure for Coupling and embedded software solution, based on the use of smartphones for surface plasmon resonance analysis, which can provide the researcher with flexibility in use in diverse environments. . The MobileSPR Case is characterized as a mechanical structure specially designed to contain all optical elements in the smartphone to file surface plasmon excitation. Made on a 3D printer, the case fits on top and is adjustable for various front-facing camera arrangements. Composed of two parts, it facilitates the smartphone replacement process, as well as enabling thinner and thicker biochips for surface plasmon excitation. The MobileSPR App, presented as a mobile application that controls the light source, camera, data process, displayed information and results storage, avoids extra components to create a portable SPR solution. The App allows the manipulation of light beams provided by the smartphone screen, which can vary between 380nm to 780nm, allowing use with biochips of different materials, metallic layer and configurations. The viability of the infrastructure was tested using a Xiaomi MI 9 Lite smartphone was used. Both a flat (thin) and trapezoidal (thicker) biochip operating at the angular interrogation were attached to the MobileSPR Case & App solution, and additional substances were explored experimentally
Keywords: Ressonância de plasmons de superfície
Smartphones
Infraestrutura baseada em smartphones
MobileSPR App
MobileSRP Case
Surface plasmon resonance
Smartphones
Infrastructure for biosensors
MobileSPR App
MobileSRP Case
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal Rural do Semi-Árido
Institution Initials: UFERSA
Department: Centro de Ciências Exatas e Naturais - CCEN
Program Name: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
Citation: Silva (2021) (SILVA, 2021)
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
URI License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/6821
Issue Date: 25-Feb-2021
License Term: CC-BY-SA
Appears in Collections:Mestrado em Ciência da Computação

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