Diagnósticos no ponto de atendimento são centrados no paciente para diminuir a dispersão do processo em localizações diferentes (hospitais, clínicas e consultórios médicos). Biossensores são comumente integrados a sistemas miniaturizados para oferecer diagnósticos mais acessíveis com resultados mais rápidos no ponto de atendimento. A miniaturização, no entanto, ainda apresenta desafios, os quais foram discutidos nesta tese. No Capítulo II, otimizou-se a imobilização de biomoléculas sobre o papel por meio da oxidação das fibras de celulose com NaIO₄. A oxidação foi caracterizada extensivamente visto que as propriedades físico-químicas do papel foram alteradas ao longo do processo. O papel oxidado por fim foi utilizado para determinar a quantidade de proteína em urina, detectando precocemente casos de microalbuminúria. O Capítulo III descreve um método alternativo de fabricação de dispositivos microfluídicos vestíveis usando-se o brinquedo Shrinky-Dinks (SD). O dispositivo vestível foi integrado a ensaios colorimétricos de glicose e lactato em suor. Apesar do biossensor não apresentar detectabilidade e sensibilidade adequada para detectar os biomarcadores, o dispositivo microfluídico foi capaz de coletar continuamente o suor sem perturbar o usuário. O Capítulo IV descreve a fabricação de eletrodos altamente sensíveis e flexíveis pela mesma premissa do Shrinky-Dink. Os eletrodos enrugados quantificaram glicose na faixa de 0,1 µmol L^-1 a 0,1 mmol L^-1 in pH fisiológico, demonstrando sensibilidade e detectabilidade na detecção de glicose em suor. Por fim, o Capítulo V descreve dois biossensores eletroquímicos como diagnóstico rápido e barato para COVID-19. Ambos os biossensores são portáteis e foram capazes de detectar a proteína S do vírus SARS-CoV-2 in microlitros de saliva sem a necessidade de reagentes químicos específicos. Espera-se que com os avanços descritos na tese no campo da imobilização, microfabricação e detecção contribuam no desenvolvimento de biossensores modernos para que no futuro diagnósticos mais acessíveis estejam disponíveis no mercado.

Point-of-care (POC) testing provides diagnostic tools centered on the patient rather than dispersed in different locations (hospitals, clinics, doctor's offices). POC biosensors are often integrated into miniaturized systems and consist of portable and cheaper devices with fast output than conventional clinical analysis. However, significant challenges still exist in the miniaturization field, addressed in this dissertation. In Chapter II, the immobilization of biomolecules on paper was optimized by oxidating the cellulose with NaIO₄. The oxidation was extensively characterized since it affected the physicochemical properties of the paper. Moreover, the oxidized paper was applied to quantify protein in urine, detecting early cases of microalbuminuria. Chapter III describes an alternative fabrication method for wearable microfluidic devices using the toy Shrinky-Dinks (SD). As a proof-of-concept, a wearable colorimetric device for glucose and lactate was demonstrated. Although the assays lacked detectability and sensitivity to detect glucose and lactate in sweat, the SD-based microfluidic channels demonstrated the capability of continuously collecting sweat without disturbing the user. Chapter IV describes a sensitive and stretchable electrode fabricated by the same premise of SD wearable devices. The stretchable wrinkled electrodes quantified glucose at a concentration range from 0.1 µmol L^-1 to 0.1 mmol L^-1 in physiological pH, demonstrating the applicability for sensing in sweat. Finally, Chapter V describes two electrochemical biosensors for faster and more accessible diagnosis tools for widespread testing for COVID-19. Although they present different approaches, both biosensors were portable and detected the S protein of SARS-CoV-2 in microliters of saliva without requiring chemical supplies. The improvements described in this dissertation on immobilization, fabrication process, and detection will hopefully contribute to further works on the development of biosensors to finally reach commercial ends and broaden access to health care.