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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 ; Daniel Souza Corrêa ; Debora Goncalves ; Frank Nelson Crespilho ; 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
Auxílios(s) vinculado(s):20/12404-2 - EMU concedido no processo 2018/22214-6, STM-in situ com Eletroquímica, AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):20/11803-0 - Biossensores para dupla detecção de SARS-CoV-2 combinando SERS e impedância eletroquímica, BP.PD
20/15571-7 - Encapsulamento de complexos de rutênio com atividade antitumoral em derivados de calixareno: estudo de carreamento de fármacos e modelos de membrana celular, BP.PD
21/05665-7 - Desenvolvimento de superfícies de Van der Waals para aplicação em biodispositivos, BP.PD
+ mais bolsas vinculadas 21/02746-6 - Espalhamento Raman Amplificado em Superfície (SERS): detecção de agrotóxicos e mecanismos de adsorção, BP.IC
20/15098-0 - Bioeletrossíntese de compostos com valor agregado a partir do nitrogênio e dióxido de carbono atmosféricos, BP.DR
20/10048-4 - Desenvolvimento de sensores vestíveis baseados em nanomateriais visando à detecção de doenças fúngicas em plantas, BP.DR
20/15854-9 - Modulando reações fotoquímicas em monocamadas lipídicas de Escherichia coli com mecanismos de inserção dos fotossensibilizadores eosina decil éster e azul de toluidina-O, BP.MS
20/04796-8 - Estudos in situ e operando de metaloenzimas para conversão de energia e bioeletrossíntese de combustíveis, BP.PD
20/12129-1 - Imunoensaio para diagnóstico da COVID-19 usando espectroscopia de espalhamento Raman amplificado em superfície (SERS), BP.PD
20/16269-2 - Desenvolvimento de sensores baseados em substrato flexível para detecção de pesticidas via SERS, BP.PD
19/22799-7 - Explorando o potencial de nanopartículas de biopolímeros com extratos de frutas para controle de patógenos alimentares, BP.PD
20/14946-7 - Desenvolvimento de nanofibras híbridas eletrofiadas para aplicações em sensores visando detecção de contaminantes em amostras reais, BP.PD
20/10724-0 - Dinâmica de biomoléculas em superfícies sólidas utilizando espectromicroscopia, BP.IC
20/06577-1 - Desenvolvimento de sistemas híbridos contendo microfibras de celulose e nanopartículas de ouro visando a remoção e a detecção (via sers) de contaminantes emergentes em meio aquoso, BP.PD
20/10752-3 - Espalhamento Raman Amplificado em Superfície (SERS) aplicado à detecção de pesticida, BP.IC
20/10946-2 - Vesículas unilamelares gigantes como modelos de membrana para análise de interação com pesticidas, BP.IC
19/26375-7 - Estudo das propriedades termoeléctricas do polímero NDI-2Tz e sua aplicação em um microgerador termoelétrico, BP.PD
20/02938-0 - Padrões coloridos baseados em cristais fotônicos bioinspirados para aplicações mecanocromáticas, BP.PD
19/13514-9 - Sensores eletroquímicos com matriz contendo pontos quânticos ou nanofitas de grafeno para detecção de biomarcadores, BP.PD
17/21791-7 - Desenvolvimento de biossensores eletroquímicos e colorimétricos para a detecção de micotoxinas, BP.PD
18/18953-8 - Filmes nanoestruturados aplicados em biossensores microfluídicos para detecção de mastite bacteriana, 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
17/15019-0 - Combinação das técnicas de microscopia de fluorescência confocal e espalhamento micro-Raman amplificado em superfície (SERS): interação, detecção e quantificação de moléculas de interesse em sistemas biomiméticos., BP.PD
17/20973-4 - Nanofibras eletrofiadas coaxiais à base de quitosana para a liberação controlada de antibióticos e aplicações no tratamento de lesões periodontais, BP.PD
17/18725-2 - Nanofibras híbridas com estruturas núcleo-casca e Janus obtidas por fiação por sopro em solução, BP.PD
16/23793-4 - Desenvolvimento de sensores nanoestruturados visando a detecção de compostos voláteis indicadores da qualidade de alimentos, BP.PD
16/01919-6 - Design e fabricação de dispositivos flexíveis nanoestruturados para detecção de biomarcadores, BP.PD
14/23546-1 - Sensores sensíveis e seletivos fabricados com nanofios de óxido de Ni e Zn, BP.PD - menos bolsas vinculadas
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)

Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre o auxílio::
A promessa dos novos testes 
Matéria(s) publicada(s) no Pesquisa para Inovação FAPESP sobre o auxílio:
Pesquisadores desenvolvem 'Teste Popular de COVID-19' para ampliar acesso ao diagnóstico 
Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
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Publicações científicas (62)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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MERCANTE, LUIZA A.; PAVINATTO, ADRIANA; PEREIRA, TAMIRES S.; MIGLIORINI, FERNANDA L.; DOS SANTOS, DANILO M.; CORREA, DANIEL S. Nanofibers interfaces for biosensing: Design and applications. SENSORS AND ACTUATORS REPORTS, v. 3, NOV 2021. Citações Web of Science: 1.
BOTT-NETO, JOSE L.; MARTINS, THIAGO S.; BUSCAGLIA, LORENZO A.; SANTIAGO, PATRICIA V. B.; FERNANDEZ, PABLO S.; MACHADO, SERGIO A. S.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N. A portable system for photoelectrochemical detection of lactate on TiO2 nanoparticles and [Ni(salen)] polymeric film. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 345, OCT 15 2021. Citações Web of Science: 0.
SEDENHO, GRAZIELA C.; MODENEZ, IAGO; MENDES, GIOVANA R.; CRESPILHO, FRANK N. The role of extracellular polymeric substance matrix on Saccharomyces cerevisiae bioelectricity. Electrochimica Acta, v. 393, OCT 10 2021. Citações Web of Science: 0.
RIBEIRO, TALITA A.; MACHADO-FERREIRA, ERIK; GUIMARAES, LOHAINE F.; CAVALEIRO, JESSICA; BRITTO, ALAN MESSALA A.; REDUA, NATALY; PEREIRA DE SOUZA, LUCAS MIGUEL; PIMENTEL, ANDRE S.; PICCIANI, PAULO H. S.; OLIVEIRA, OSVALDO N. JR JR; BARRETO, CLEBER BONFIM; SOARES, CARLOS AUGUSTO G. Novel cytotoxic amphiphilic nitro-compounds derived from a synthetic route for paraconic acids. COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, v. 626, OCT 5 2021. Citações Web of Science: 0.
GOMES, NATHALIA O.; MENDONCA, CAMILA D.; MACHADO, SERGIO A. S.; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A. Flexible and integrated dual carbon sensor for multiplexed detection of nonylphenol and paroxetine in tap water samples. Microchimica Acta, v. 188, n. 10 OCT 2021. Citações Web of Science: 0.
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