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Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico

Processo: 18/22214-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de março de 2020 - 28 de fevereiro de 2025
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Beneficiário:Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Pesquisadores principais:Carlos José Leopoldo Constantino ; Debora Goncalves ; Luiz Henrique Capparelli Mattoso ; Maria Cristina Ferreira de Oliveira ; Odemir Martinez Bruno
Pesq. associados: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
Bolsa(s) vinculada(s):17/21791-7 - Desenvolvimento de biossensores eletroquímicos e colorimétricos para a detecção de micotoxinas, BP.PD
18/14692-5 - Terapia fototérmica mediada por nanopartículas de ouro: de sistemas modelos de biomembranas ao cultivo in vitro de células tumorais, BP.PD
16/23793-4 - Desenvolvimento de sensores nanoestruturados visando a detecção de compostos voláteis indicadores da qualidade de alimentos, BP.PD
14/23546-1 - Sensores sensíveis e seletivos fabricados com nanofios de óxido de Ni e Zn, BP.PD
Assunto(s):Diagnóstico de câncer  Diagnóstico precoce  Visualização de informação  Microfluídica  Técnicas biossensoriais  Nanofilmes  Filmes finos  Aprendizado computacional 

Resumo

Grandes desafios, como a fabricação de dispositivos sensores para diagnóstico precoce de câncer e detecção de contaminação de alimentos / água, só podem ser abordados com esforços conjuntos em pesquisas multidisciplinares. Problemas selecionados dentro dos desafios acima serão abordados neste projeto por uma equipe multiinstitucional de físicos, químicos, engenheiros, médicos e cientistas da computação, com dois tópicos unificadores: fabricação e caracterização de filmes nanoestruturados, particularmente aqueles de interesse biológico, e dados avançados. métodos de análise. Mais especificamente, vários tipos de filmes nanoestruturados serão empregados em sensoriamento e biosensing. Um dos principais objetivos em tais estudos é alcançar a compreensão em nível molecular dos mecanismos responsáveis pelas características sensoriais, incluindo efeitos de interface para projetar baterias orgânicas para fornecer energia em biossensores implantáveis. Este tipo de pesquisa básica é essencial para o design de novos materiais e ferramentas para diagnóstico e terapia. As aplicações pretendidas para os dispositivos também são diversas, concentrando-se principalmente no diagnóstico precoce do câncer, na detecção de contaminação de alimentos e água e no monitoramento do meio ambiente. Especial ênfase será colocada na fabricação de dispositivos de baixo custo, não apenas com novos materiais, mas também explorando metodologias como a microfluídica, em uma tentativa de produzir tecnologia que deve ser passível de transferência, por ex. para testes em um hospital de câncer. As enormes quantidades de dados gerados com sensores, biosensores e imagens serão processados com métodos estatísticos e computacionais, incluindo visualização de informação e aprendizado de máquina. Isso representará um passo em direção ao diagnóstico assistido por computador, através do qual dados de naturezas distintas são analisados dentro de uma estrutura comum. (AU)