POTENCIALIDADE DA TÉCNICA FOTOACÚSTICA PARA A DETECÇÃO DE BIOMARCADORES RESPIRATÓRIOS
Os biomarcadores podem ser definidos como qualquer composto químico presente no organismo que possa ser medido e avaliado como um indicador de processos biológicos saudáveis ou patogênicos. A acetona e o metano presentes na respiração têm sido relatados na literatura como biomarcadores para doenças como obesidade, pré-diabetes e diabetes mellitus. Na respiração de indivíduos saudáveis, a concentração de acetona varia de 0,39 a 1,09 partes por milhão em volume (ppmV), enquanto a de metano encontra-se na faixa de 3 a 8 ppmV. Além destes gases, existem cerca de outros 3500 biomarcadores no ar exalado, tais como óxido nítrico, óxido nitroso, etano, formaldeído, etileno, ácido cianídrico, entre outros. Doenças como esquizofrenia, asma, alzheimer, fibrose cística e diversos tipos de cânceres podem estar associados com a produção de alguns destes gases no corpo humano, os quais estariam ausentes em um organismo saudável ou presentes em frações típicas. Sendo assim, a concentração de biomarcadores respiratórios pode ser empregada de maneira não-invasiva pela comunidade médica na realização de diagnósticos e avaliação do quadro clínico do paciente. Para detecção de biomarcadores na respiração, a Espectroscopia Fotoacústica (EF) tem se tornado uma técnica vantajosa porque apresenta elevada seletividade, baixos limites de detecção (ppmV e ppbV), possibilita medições em tempo real, de maneira não-invasiva e não-destrutiva. Sendo assim, este capítulo tem por objetivo inicialmente a apresentação de uma breve revisão sobre biomarcadores respiratórios, dando ênfase aos gases acetona e metano, além de mostrar a potencialidade da técnica Fotoacústica para a medição de biomarcadores, bem como apresentar impressões digitais espectrais, frações típicas dos biomarcadores e limites de detecção obtidos com a referida técnica.
POTENCIALIDADE DA TÉCNICA FOTOACÚSTICA PARA A DETECÇÃO DE BIOMARCADORES RESPIRATÓRIOS
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DOI: 10.22533/at.ed.3522112118
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Palavras-chave: Biomarcadores, acetona, metano, fotoacústica.
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Keywords: Biomarkers, acetone, methane, photoacoustic
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Abstract:
Biomarkers can be defined as any chemical compound present in the body that can be measured and evaluated as an indicator of healthy or pathogenic biological processes. Acetone and methane present in respiration have been reported in the literature as biomarkers for diseases such as obesity, pre-diabetes and diabetes mellitus. In the respiration of healthy individuals, the concentration of acetone varies from 0.39 to 1.09 parts per million in volume (ppmV), while that of methane is in the range of 3 to 8 ppmV. In addition to these gases, there are about 3500 other biomarkers in the exhaled air, such as nitric oxide, nitrous oxide, ethane, formaldehyde, ethylene, hydrocyanic acid, among others. Diseases such as schizophrenia, asthma, Alzheimer's, cystic fibrosis and several types of cancers can be associated with the production of some of these gases in the human body, which would be absent in a healthy organism or present in typical fractions. Therefore, the concentration of respiratory biomarkers can be used in a non-invasive way by the medical community in making diagnoses and evaluating the patient's clinical condition. For detection of biomarkers in respiration, Photoacoustic Spectroscopy (EF) has become an advantageous technique because it has high selectivity, low detection limits (ppmV and ppbV), enables real-time measurements, in a non-invasive and non-destructive way. Therefore, this chapter initially aims to present a brief review of respiratory biomarkers, emphasizing acetone and methane gases, in addition to showing the potential of the Photoacoustic technique for measuring biomarkers, as well as presenting spectral fingerprints, typical fractions biomarkers and detection limits obtained with the referred technique.
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Número de páginas: 21
- Liana Genuncio Silva
- Rosana dos Santos Pereira
- Leonardo Mota
- Marcelo Silva Sthel
- Marcelo Gomes da Silva
- Maria Priscila Pessanha de Castro
- Arthur George Tissi Batista
