Espectroscopia Raman de nanopartículas: substratos para detecção ultrassensível e validação de metodologia para caracterização físico-química de nanoplásticos com análise de interações fisiológicas em cultivos celulares

• Processo: 21/04334-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2021
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Niklaus Ursus Wetter
• Beneficiário: Niklaus Ursus Wetter
• Instituição Sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Anderson Zanardi de Freitas ; Daniel Perez Vieira ; Ernesto Jimenez Villar
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/11316-5 - Desenvolvimento de uma análise nano-espectroscópica (TERS, STM & n-Raman) de nanoplásticos., BP.TT
• Assunto(s): Nanoplásticos Citotoxicidade Genotoxicidade Espectroscopia Raman Espectroscopia Raman com ponta aprimorada
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ensaios bioquímicos (citotoxicidade) e fisiológicos (genotoxicidade) | espectroscopia Raman | Nanoplásticos | Tip Enhanced Raman Spectroscopy (TERS) | Espectroscopia Raman

Resumo

O desafio mais imediato da nanotecnologia é a necessidade de aprender mais sobre os materiais e suas propriedades em nanoescala, enquanto um dos maiores problemas que surgem com o uso da nanotecnologia é o impacto no meio ambiente e a toxicidade para os humanos. Neste projeto apresentamos duas metas que pertencem a colaborações distintas, porém, tem como desafio comum a necessidade de desenvolver metodologias para detectar e caracterizar nanopartículas (NPs), mais especificamente, nanoplásticos (NPLs). A primeira meta, que é de cunho de pesquisa básica, tem como enfoque o desenvolvimento de sensores de alta sensibilidade e baixíssimo limiar de detecção para espalhamento Raman. O objetivo é atingir uma intensificação do sinal Raman de centenas de vezes, o que deixará o sistema comparável com as melhores amostras SERS (aumento do sinal Raman por superfície) que podem ser adquiridas comercialmente, sem apresentar as grandes desvantagens intrínsecos à técnica SERS. A segunda meta, que é de pesquisa aplicada e com grande apelo social, trata da validação de uma metodologia para caracterização físico-química de NPLs. O acúmulo ambiental de micro e nanopartículas formadas por material de origem antrópica vem produzindo dúvidas em relação à sua segurança, principalmente em células do corpo humano. Porém, devido à falta de técnicas adequadas, quase nada é conhecido sobre estes NPLs com diâmetro menor de 3 mm. Portanto, novas técnicas analíticas que possam abordar a funcionalidade química e fornecer informações estruturais ao mesmo tempo, com alta resolução espacial são necessárias. O presente projeto visará validar uma metodologia que unirá ensaios bioquímicos (citotoxicidade e quantificação da formação de radicais oxidantes), fisiológicos (genotoxicidade e análise por microscopia) e físicos (espectroscopia Raman / TERS) para avaliação futura dos possíveis efeitos que nanoplásticos possam causar em células vivas. (AU)