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Toward a convergence of technologies: from sensing and biosensing to information visualization and machine learning for data analysis in clinical diagnosis

Grant number: 18/22214-6
Support type:Research Projects - Thematic Grants
Duration: March 01, 2020 - February 28, 2025
Field of knowledge:Physical Sciences and Mathematics - Physics - Condensed Matter Physics
Principal Investigator:Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Grantee:Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Home Institution: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brazil
Co-Principal Investigators:Carlos José Leopoldo Constantino ; Daniel Souza Corrêa ; Debora Goncalves ; Frank Nelson Crespilho ; Luiz Henrique Capparelli Mattoso ; Maria Cristina Ferreira de Oliveira ; Odemir Martinez Bruno
Assoc. researchers:Daniel Souza Corrêa ; Debora Terezia Balogh ; Frank Nelson Crespilho ; Giovana Rampazzo Teixeira ; Luciano Caseli ; Matias Eliseo Melendez ; Pedro Henrique Benites Aoki ; Priscila Alessio Constantino ; Vinicius de Lima Vazquez
Associated grant(s):20/12404-2 - Multi-user equipment approved in grant 2018/22214-6, In situ STM with Electrochemistry, AP.EMU
Associated scholarship(s):21/02746-6 - Surface-enhanced Raman Scattering (SERS): Pesticide Detection and Adsorption Mechanism, BP.IC
20/15854-9 - Modulating photochemical reactions in Escherichia coli lipid monolayers with the binding mechanisms of eosin decyl ester and toluidine blue-O photosensitizers, BP.MS
20/15098-0 - Bioelectrosynthesis of value-added compounds from atmospheric nitrogen and carbon dioxide, BP.DR
+ associated scholarships 20/10048-4 - Development of wearable sensors based on nanomaterials to detect fungal diseases in plants, BP.DR
20/04796-8 - In situ and operando studies of metaloenzymes for energy conversion and fuel bioelectrosynthesis, BP.PD
20/16269-2 - Development of flexible substrate-based sensors for pesticide detection via SERS, BP.PD
19/22799-7 - Exploring the potential of biopolymers with fruit extracts nanoparticles on controlling food pathogens, BP.PD
20/12129-1 - Immunoassay for COVID-19 diagnosis based on surface-enhanced Raman scattering technique, BP.PD
20/14946-7 - Development of hybrid electrospun nanofibers for sensor applications aiming at detecting contaminants in real samples, BP.PD
20/10724-0 - Biomolecules dynamic in solid surfaces using spectromicroscopy, BP.IC
20/10752-3 - Surface-enhanced Raman scattering (SERS) of pesticides, BP.IC
20/10946-2 - Giant unilamellar vesicles as membrane model for interaction analysis with agrochemicals, BP.IC
20/02938-0 - Coloured patterns based on bioinspired photonic crystals for mechanocromic applications, BP.PD
19/13514-9 - Electrochemical sensors with a matrix containing graphene quantun dots or nanoribbons for the detection of biomarkers, BP.PD
17/21791-7 - Development of electrochemical and colorimetric biosensors for detecting micotoxins, BP.PD
18/18953-8 - Nanostructured Films Applied in Microfluidic Biosensors to Mastitis Detection, BP.PD
18/14692-5 - Photothermal therapy mediated by gold nanoparticles: from model systems of biomembranes toward in vitro culture of tumor cells, BP.PD
17/15019-0 - Combination of confocal fluorescence microscopy and surface-enhanced Raman scattering techniques: interaction, detection, and quantification of molecules of interest in biomimetic system., BP.PD
17/20973-4 - Coaxial electrospun nanofibers based on chitosan for controlled release of antibiotics and periodontic lesion treatment, BP.PD
17/18725-2 - Hybrid core-shell and Janus nanofibers obtained by solution blow spinning, BP.PD
16/23793-4 - Development of nanostructured sensor aiming the detection of volatile compounds for food quality indicators, BP.PD
16/01919-6 - Design and fabrication of nanostructured flexible devices for biomarkers detection, BP.PD
14/23546-1 - Enhanced sensitive and selective sensors made with p-NiO nanowire/n-ZnO Nanowire heterostructures, BP.PD - associated scholarships

Abstract

Grand challenges such as the fabrication of sensing devices for early diagnosis of cancer and detection of food/water contamination can only be addressed with concerted efforts in multidisciplinary research. Selected problems within the above challenges will be tackled in this Project by a multiinstitutional team of physicists, chemists, engineers, medical doctors and computer scientists, with two unifying topics: fabrication and characterization of nanostructured films, particularly those of biological interest, and advanced data analysis methods. More specifically, several types of nanostructured films will be employed in sensing and biosensing. A major goal in such studies is to reach molecular-level understanding of the mechanisms responsible for the sensing characteristics, including interface effects to design organic batteries to supply energy in implantable biosensors. This type of basic research is essential for the design of novel materials, and tools for diagnosis and therapy. Intended applications for the devices are also diverse, mostly concentrating on early diagnosis of cancer, detection of food and/water contamination and monitoring of the environment. Special emphasis will be placed in the fabrication of low-cost devices, not only with novel materials but also exploring methodologies such as microfluidics, in an attempt to produce technology that should be amenable to transfer, e.g. for tests in a cancer hospital. The enormous amounts of data generated with sensing, biosensing and imaging, will be processed with statistical and computational methods, including information visualization and machine learning. This will represent a step toward computer-assisted diagnosis through which data of distinct natures are analyzed within a common framework. (AU)

Articles published in Agência FAPESP Newsletter about the research grant:
Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases 
Researchers develop 10-minute COVID-19 diagnostic test that wage workers can afford  
Articles published in Pesquisa para Inovação FAPESP about research grant:
Researchers develop 10-minute COVID-19 diagnostic test that wage workers can afford 
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CBN Notícias (Campinas, SP): USP desenvolve teste rápido e barato de covid-19 (23/Jan/2021)
Diário da Região (São José do Rio Preto, SP) online: Teste da USP reduz custo para detectar anticorpos da Covid (22/Jan/2021)
Estadão.com: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Diário do Grande ABC online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Correio Braziliense online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
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UOL: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
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BOL: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Jovem Pan: Pesquisadores desenvolvem Teste Popular de COVID-19 que amplia acesso ao diagnóstico - Jovem Pan News (22/Jan/2021)
Portal Exame: USP desenvolve teste rápido que reduz custo para detectar covid-19 (22/Jan/2021)
IstoÉ online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
IstoÉ Dinheiro online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
O Povo: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 para viabilizar aplicação em massa (21/Jan/2021)
CNN (Brasil): CNN Prime Time - 21/01/2021 (31:00) (21/Jan/2021)
CNN (Brasil): CNN NOVO DIA - 21/01/2021 (4:22:04) (21/Jan/2021)
UOL: Pesquisadores desenvolvem "teste popular de covid" para ampliar diagnóstico (20/Jan/2021)
CBN Notícias: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 cinco vezes mais barato que os encontrados no mercado (20/Jan/2021)
Agrosoft: TESTE POPULAR DE COVID-19 (03/May/2021)
Biblioteca FMUSP: Pesquisadores desenvolvem seis testes para detecção da COVID-19 (06/Apr/2021)
NewsLab online: A promessa dos novos testes (05/Apr/2021)
Global Health News Wire (EUA): Study Could Help Develop Biosensors for Non-Invasive Diagnosis of Diseases (24/Mar/2021)
Medica Trade Fair (Alemanha): Biosensors help with non-invasive diagnosis of diseases (24/Mar/2021)
News Medical (Austrália): Study may help develop effective biosensors for non-invasive diagnosis of prostate cancer (23/Mar/2021)
AZoSensors (Reino Unido): Brazilian Researchers Test the Capacity of Different Materials Used in Biosensors (23/Mar/2021)
Global Biodefense (EUA): Technique for Testing Biosensor Materials Could Aid Noninvasive Diagnostic Development (23/Mar/2021)
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The Uncover Reality (Índia): Study Could Help Develop Biosensors For Non-invasive Diagnosis of Diseases (Material Science) (23/Mar/2021)
SciFi News Hubb: Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (23/Mar/2021)
Medical Xpress (Reino Unido): Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (22/Mar/2021)
Bioengineer (Reino Unido): Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (22/Mar/2021)
Scienmag Science Magazine (Reino Unido): Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (22/Mar/2021)
7thSpace: Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (22/Mar/2021)
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Corona Stocks (Canadá): Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (22/Mar/2021)
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Zephyrnet.com (EUA): Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (22/Mar/2021)
Scifi insight: Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (22/Mar/2021)
SciFi Voice (EUA): Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (22/Mar/2021)
Biotech Asia News (Índia): Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (22/Mar/2021)
MediExpose (ìndia): Study could help develop biosensors for non-invasive diagnosis of diseases (22/Mar/2021)
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LabNetwork: Estudo pode ajudar a desenvolver biossensores para diagnóstico não invasivo de doenças (17/Feb/2021)
Biblioteca FMUSP: Estudo pode ajudar a desenvolver biossensores para diagnóstico não invasivo de doenças (16/Feb/2021)
Saense: Estudo pode ajudar a desenvolver biossensores para diagnóstico não invasivo de doenças (16/Feb/2021)
Estadão: Teste rápido para detectar coronavírus é criado pela USP (16/Feb/2021)
Diário da Saúde: Biossensores ajudarão em diagnóstico não invasivo de doenças (15/Feb/2021)
LIM - Laboratórios de Investigação Médica: Estudo pode ajudar a desenvolver biossensores para diagnóstico não invasivo de doenças (15/Feb/2021)
Programa InfoSalud (Argentina): Un estudio puede ayudar a desarrollar biosensores para diagnóstico no invasivo de enfermedades (15/Feb/2021)
FOCEP Brasil: Estudo pode ajudar a desenvolver biossensores para diagnóstico não invasivo de doenças (15/Feb/2021)
Brasil Amazônia Agora: Estudo pode ajudar a desenvolver biossensores para diagnóstico não invasivo de doenças (15/Feb/2021)
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Yes Health Please (EUA): Researchers develop 10-minute COVID-19 diagnostic test that wage workers can afford (03/Feb/2021)
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Rádio Vibe Mundial FM 95,7: USP cria teste popular mais barato que detecta Covid em 10 minutos (27/Jan/2021)
Goyaz online: USP cria teste popular mais barato que detecta Covid em 10 minutos (27/Jan/2021)
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GadgeTech: Brasileiros criam teste rápido de Covid-19 que é 5 vezes mais barato (26/Jan/2021)
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FNE - Federação Nacional dos Engenheiros: USP desenvolve teste rápido de covid-19 para testagem em massa (25/Jan/2021)
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Diário do Rio Claro: Teste (23/Jan/2021)
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Manoel Paixão: USP desenvolve teste rápido de covid-19 para testagem em massa (23/Jan/2021)
Jornal Expresso Diário: Pesquisadores brasileiros desenvolvem teste de Covid rápido e muito mais barato que os convencionais (23/Jan/2021)
Laranjeiras News: USP desenvolve teste rápido de covid-19 para testagem em massa (23/Jan/2021)
O Tempo online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
A Gazeta (ES) online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Diário de Cuiabá online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Terra: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpo (22/Jan/2021)
Terra: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Terra: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 (22/Jan/2021)
Correio Popular (Campinas, SP) online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Zero Hora online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Jornal de Brasília online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Guarulhosweb: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
A Crítica (MS) online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
MSN: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Região Noroeste : Pesquisadores desenvolvem Teste Popular de Covid-19 (22/Jan/2021)
O Liberal (Americana, SP) online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Climatempo: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 (22/Jan/2021)
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Diário do Sudoeste (Pato Branco, PR) online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
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DCM - Diário do Centro do Mundo: Cientistas da USP criam teste mais barato de covid (22/Jan/2021)
Jornal da Ciência online: USP desenvolve teste rápido de covid-19 para testagem em massa (22/Jan/2021)
HiperNotícias: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Super Notícia 91,7 FM: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Vitória News: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Aqui Notícias online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Tribuna do Sertão: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Repórter Diário: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
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Folha de Valinhos online: USP desenvolve teste que reduz custo para detectar anticorpos da covid-19 (22/Jan/2021)
Z1 Portal de Notícias: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ que amplia acesso ao diagnóstico (22/Jan/2021)
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Investe São Paulo: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Dom Total: Pesquisadores desenvolvem Teste Popular de Covid-19 para ampliar acesso a diagnóstico (21/Jan/2021)
Ciclo Vivo: Pesquisadores criam teste para COVID-19 cinco vezes mais barato (21/Jan/2021)
FAPESQ - Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado da Paraíba: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de Covid-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Brasil Fashion News: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 para viabilizar aplicação em massa (21/Jan/2021)
NewsLab online: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Galileu online: Cientistas da USP criam teste popular de Covid-19 para ampliar diagnóstico (21/Jan/2021)
Jornal da USP online: USP desenvolve teste rápido de covid-19 para testagem em massa (21/Jan/2021)
Startupi: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de covid-19’ que pode custar cerca de R$30 (21/Jan/2021)
Visão Regional: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de Covid-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Jornal Ouvidor online: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ que amplia acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Blog Patricia Finotti: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 para viabilizar aplicação em massa (21/Jan/2021)
Panorama Farmacêutico: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de Covid-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
EExpoNews: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de covid-19’ que pode custar cerca de R$30 (21/Jan/2021)
Mix Vale: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ que amplia acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Portal Neo Mondo: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Xinhua Español (China): Universidad de Sao Paulo crea prueba rápida de COVID-19 con costo cinco veces menor (21/Jan/2021)
Rádio Agência Nacional (EBC): Pesquisa brasileira deve oferecer teste para covid 5 vezes mais barato (21/Jan/2021)
Jornal Joseense News: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de Covid-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Saber Atualizado: Cientistas da USP desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Bahia.ba: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de Covid-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Esquerda Diário: Teste rápido eficaz desenvolvido pela USP custa R$30 e está pronto para larga produção (21/Jan/2021)
Portal da Enfermagem: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Programa InfoSalud (Argentina): Investigadores brasileños desarrollan "Test Popular de Covid-19" para ampliar el acceso al diagnóstico (21/Jan/2021)
Blog A Crítica: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
MOVER - Movimento Empreende Ribeirão: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de covid-19’ que pode custar cerca de R$30 (21/Jan/2021)
Zero Hora News: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de Covid-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Jornal de Itatiba online: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ que amplia acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Bomba Bomba: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de COVID-19’ que amplia acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
Diário da Manhã (Recife, PE) online: Pesquisadores desenvolvem ‘Teste Popular de Covid-19’ para ampliar acesso ao diagnóstico (21/Jan/2021)
O Documento online: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Defesanet: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 para viabilizar aplicação em massa (20/Jan/2021)
IG: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Campinas.com.br: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 para viabilizar aplicação em massa (20/Jan/2021)
Blog Jornal da Mulher: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 para viabilizar aplicação em massa (20/Jan/2021)
Atuais News: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 para viabilizar aplicação em massa (20/Jan/2021)
Giro Marília: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Gazeta Digital: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 para viabilizar aplicação em massa (20/Jan/2021)
O Atual: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Portal Lapada Lapada: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Grupo Rio Claro SP: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
O Bom da Notícia: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Hoje ES: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Portal MT: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Bem Notícias: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Cidade Biz: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 para aplicação em massa (20/Jan/2021)
Notícia em Foco MT: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Portal Morada: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 (20/Jan/2021)
Voz MT: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (20/Jan/2021)
Jornal Independente de Dois Córregos: Covid-19: USP desenvolve teste rápido para viabilizar aplicação em massa (20/Jan/2021)
Canal 24h: USP desenvolve teste rápido de Covid-19 (20/Jan/2021)
USP São Carlos: COVID-19 – Pesquisadores da USP São Carlos propõem novas estratégias e políticas públicas para diagnóstico (18/Jan/2021)
São Carlos Agora: Pesquisadores da USP São Carlos propõem novas estratégias e políticas públicas para diagnóstico (18/Jan/2021)
Tech Na Net: Brasileiros criam teste de COVID-19 que fica pronto em 10 minutos e custa 5 vezes menos (25/Jan/2021)
Tech Na Net: USP cria teste que detecta anticorpos para COVID-19 em 10 minutos (24/Jan/2021)
Araraquara News: Pesquisadores desenvolvem teste popular de Covid-19 até cinco vezes mais barato (21/Jan/2021)

Scientific publications (32)
(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)
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