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Estudos das propriedades estruturais e eletroquímicas de filmes nanoestruturados baseados em DNA

Processo: 16/14507-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2016
Vigência (Término): 31 de outubro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Lauro Tatsuo Kubota
Beneficiário:Sergio Kogikoski Junior
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/22127-2 - Desenvolvimento de novos materiais estratégicos para dispositivos analíticos integrados, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):18/17831-6 - Estudos de Espectroscopia Raman intensificado por superfície em estruturas de DNA origami, BE.EP.PD
Assunto(s):Técnicas biossensoriais   Filmes automontados   Química supramolecular

Resumo

Biossensores empregam biomoléculas para reconhecer um elemento, e geram um sinal de saída como resposta que pode ser traduzido como um evento de bioreconhecimento e então quantizado. Novos materiais, e principalmente nanomateriais formados a partir de automontagem controlada de nucleotídeos são uma alternativa muito promissora para a área. Por ser experimentalmente barato, simples, estável e rápido, atraem muita atenção, porém muitas de suas propriedades físico-químicas ainda estão sendo descobertas. Nesse projeto propomos o estudo das propriedades estruturais e sua relação com a resposta eletroquímica de nanoestruturas baseadas em DNA. Para isso duas estratégias serão seguidas, a primeira consiste no uso de cadeias curtas de DNA para promover a automontagem de nanopartículas metálicas em redes supramoleculares cristalinas com orientação controlada. Para isso nanopartículas de ouro serão modificadas com DNA e posteriormente serão automontados filmes de nanopartículas com simetria cúbica de corpo centrada em duas orientações (100) e (110) sobre eletrodos de ouro, será estudado o processo de automontagem e suas propriedades eletroquímicas e de condução em função da quantidade de camadas, diâmetro das nanopartículas e orientação do plano cristalográfico, esperamos obter controle da resposta eletroquímica por meio do controle estrutural do material. A segunda proposta é a utilização de nanotetraedros de DNA, esse tipo de nanoestrutura apresenta grande estabilidade e fácil preparação, além disso podem formar filmes finos com grande controle do recobrimento da superfície, além disso uma das arestas do tetraedro fica voltado para a solução podendo ser facilmente modificado, dessa forma pretendemos estudar o processo de modificação de eletrodos com essas nanoestruturas e estudar suas propriedades eletroquímicas. Os resultados obtidos poderão então ser utilizados para o desenvolvimento de novos materiais inteligentes para o aplicação em (bio)-sensores integrados com maior sensibilidade, estabilidade e faixa de detecção linear e também baixo limite de detecção.

Publicações científicas (7)
(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)
KOGIKOSKI JR, SERGIO; KUBOTA, LAURO T. Electron transfer in superlattice films based on self-assembled DNA-Gold nanoparticle. Electrochimica Acta, v. 318, p. 931-936, SEP 20 2019. Citações Web of Science: 0.
KOGIKOSKI, JR., SERGIO; PASCHOALINO, WALDEMIR J.; CANTELLI, LORY; SILVA, WILGNER; KUBOTA, LAURO T. Electrochemical sensing based on DNA nanotechnology. TRAC-TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY, v. 118, p. 597-605, SEP 2019. Citações Web of Science: 0.
PASCHOALINO, WALDEMIR J.; KOGIKOSKI, JR., SERGIO; BARRAGAN, JOSE T. C.; GIAROLA, JULIANA F.; CANTELLI, LORY; RABELO, THAIS M.; PESSANHA, TATIANA M.; KUBOTA, LAURO T. Emerging Considerations for the Future Development of Electrochemical Paper-Based Analytical Devices. CHEMELECTROCHEM, v. 6, n. 1, SI, p. 10-30, JAN 2 2019. Citações Web of Science: 9.
KOGIKOSKI, JR., SERGIO; PASCHOALINO, WALDEMIR J.; KUBOTA, LAURO T. Supramolecular DNA origami nanostructures for use in bioanalytical applications. TRAC-TRENDS IN ANALYTICAL CHEMISTRY, v. 108, p. 88-97, NOV 2018. Citações Web of Science: 5.
KOGIKOSKI, JR., SERGIO; KUBOTA, LAURO T. Electrochemical behavior of self-assembled DNA-gold nanoparticle lattice films. Electrochemistry Communications, v. 90, p. 51-55, MAY 2018. Citações Web of Science: 3.
BARRAGAN, JOSE T. C.; KOGIKOSKI, JR., SERGIO; DA SILVA, EVERSON T. S. G.; KUBOTA, LAURO T. Insight into the Electro-Oxidation Mechanism of Glucose and Other Carbohydrates by CuO-Based Electrodes. Analytical Chemistry, v. 90, n. 5, p. 3357-3365, MAR 6 2018. Citações Web of Science: 13.
KOGIKOSKI, JR., SERGIO; KHANRA, SOMA; ALVES, WENDEL A.; GUHA, SUCHISMITA. SERS active self-assembled diphenylalanine micro/nanostructures: A combined experimental and theoretical investigation. Journal of Chemical Physics, v. 147, n. 8 AUG 28 2017. Citações Web of Science: 5.

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