DISPOSITIVO BIOSSENSOR INTEGRADO COM REDE NEURAL ARTIFICIAL PARA A MONITORAÇÃO SIMULTÂNEA DE HEMOMETABÓLITOS

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Abstract

DISPOSITIVO BIOSSENSOR INTEGRADO COM REDE NEURAL ARTIFICIAL PARA A MONITORAÇÃO SIMULTÂNEA DE HEMOMETABÓLITOS. A invenção descreve o processo de desenvolvimento de um sistema bioeletroquímico multienzimático controlado e automatizado por uma rede neural artificial para a determinação simultânea dos hemometabólitos colesterol, uréia e glicose. Dendrímeros de poliglicerol, poliglicerol arborescente ou poliglicerol com elevada densidade de ramificação (PGLD) foram utilizados como plataforma nanoestruturada para a obtenção de um bioconjugado multienzimático com propriedades sensoras dos hemometabólitos Glicose, Colesterol e Uréia. Eletrodos bioeletroquímicos foram preparados após imobilização das enzimas colesterol oxidase (CoOx),glicose oxidase (GOx) e urease (Ur) em dendrímeros de poliglicerol de geração 2 (PGLDG) utilizando-se derivados da carbodiimida. A aplicabilidade dos sistemas monoenzimáticos PGLDG2-CoOx, PGLDG2-GOx, PGLDG2-Ur e multienzimático ou PGLDG2- CoOx/GOx/Ur na determinação quantitativa e simultânea dos hemometabólitos colesterol, glicose, uréia foi testada em condições in-vitro que simulam as condições fisiológicas do corpo humano. Uma rede neural artificial (RNA) foi utilizada como a principal ferramenta para classificação dos dados e reconhecimento de padrões no sinal do biossensor para a predição do comportamento elétrico do dispositivo multienzimático. Uma rede neural tipo Perceptron Multicamadas foi utilizada, e os resultados mostraram que a aplicação do algoritmo de aprendizado de Retropropagação do érro (BackPropagation) conduziu a uma alta qualidade preditiva, uma vez que 95% dos coeficientes de determinação R2 situaram-se acima de 0.98. A utilização da rede neural conduziu a um ajustamento preciso das curvas de sinal elétrico do dispositivo biossensor comparativamente à técnica de regressão polinomial em decorrência da característica não-linear destas curvas. Os resultados obtidos com o biossensor nanoestruturado controlado e aLitomatizado pela rede neural artificial mostraram uma excelente eficácia na determinação quantitativa e simultânea dos hemometabólitos glicose, colesterol e uréia estando demonstrado que o dispositivo biossensor pode ser empregado com eficiência na análise de amostras de interesse clínico para a monitoração simultânea dos hemometabólitos colesterol, glicose e uréia.