Estudos das Propriedades Estruturais e Eletroquímicas de Filmes Nanoestruturados baseados em DNA

• Processo: 16/14507-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de novembro de 2016
• Situação: Interrompido
• 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
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biossensores | filmes automontados | Nanoestruturas de DNA | Nanotecnologia de DNA | química supramolecular | 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

(10)

(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; 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. (16/14507-8, 12/01933-8, 15/24018-1)

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. (17/05213-3, 16/08166-3, 16/14507-8, 13/22127-2, 14/50867-3)

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. (16/14507-8, 14/50867-3, 13/22127-2, 17/05213-3)

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. (14/50867-3, 16/14507-8, 17/05213-3, 13/22127-2)

PESSANHA, TATIANA M.; PASCHOALINO, WALDEMIR J.; DEROCO, PATRICIA B.; KOGIKOSKI, SERGIO; DE MORAES, ANA C. M.; CASTRO SILVA, CECILIA CARVALHO; KUBOTA, LAURO T.. Interfacial Capacitance of Graphene Oxide Films Electrodes: Fundamental Studies on Electrolytes Interface Aiming (Bio)Sensing Applications. Electroanalysis, JUL 2021. (17/05213-3, 13/22127-2, 14/50867-3, 16/14507-8)

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. (16/14507-8, 14/50867-3, 13/22127-2)

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. (14/50867-3, 18/17831-6, 16/14507-8, 13/22127-2)

KOGIKOSKI JR, SERGIO; DUTTA, ANUSHREE; BALD, ILKO. patial Separation of Plasmonic Hot-Electron Generation and a Hydrodehalogenation Reaction Center Using a DNA Wir. ACS NANO, DEC 2021. (18/17831-6, 16/14507-8)

KOGIKOSKI JR, SERGIO; DUTTA, ANUSHREE; BALD, ILKO. patial Separation of Plasmonic Hot-Electron Generation and a Hydrodehalogenation Reaction Center Using a DNA Wir. ACS NANO, v. 15, n. 12, p. 20562-20573, DEC 28 2021. (18/17831-6, 16/14507-8)

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. (16/14507-8, 14/50867-3, 13/22127-2, 15/13810-6)