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Interação entre biomoléculas e nanoestruturas: eletroquímica, interfaces e superfícies

Processo: 16/25806-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2017
Vigência (Término): 31 de março de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Frank Nelson Crespilho
Beneficiário:Ayaz Hassan
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/14262-7 - Filmes nanoestruturados de materiais de interesse biológico, AP.TEM
Assunto(s):Eletroquímica   Moléculas bioativas   Materiais nanoestruturados   Nanopartículas metálicas   Imobilização de enzimas   Biocatálise   Microscopia óptica   Espectrofotômetros

Resumo

As propriedades físico-químicas de moléculas biológicas conjugadas com nanoestruturas têm sido muito estudadas nos últimos anos, principalmente devido ao potencial de aplicação desses materiais em diversas áreas, como na Medicina, biossensores eletroquímicos, dispositivos ópticos e biocélulas a combustível. Assim, este projeto propõe um estudo aprofundado da interação entre biomoléculas (enzimas) e nanoestruturas. Para isso, pretende-se avaliar os processos de transferência de carga entre moléculas biológicas e nanomateriais, utilizando técnicas eletroquímicas. Ênfase será dada a imobilização de enzimas sobre substratos sólidos, onde as reações biocatalíticas serão investigadas, visando aplicação em biossensores, células a combustível biológicas e biodispositivos nanoestruturados. Os nanomateriais, juntamente com as biomoléculas, serão imobilizados em superfícies sólidas, como eletrodos de vidro recobertos com óxido de estanho dopado com índio (ITO) e eletrodos ouro. Em particular, serão obtidos filmes nanoestruturados principalmente por meio da automontagem. Pretende-se relacionar os processos de transferência de carga e a estrutura da superfície, utilizando um Microscópio Óptico Acoplado a um Espectrofotômetro (FTIR) para a geração de imagens em superfícies contendo nanopartículas e moléculas biológicas. A técnica de Geração de Imagens Químicas por FTIR (FTIR Chemical Imaging) tem sido apontada como a mais promissora entre as técnicas de superfície. Isso porque mudanças estruturais nas biomoléculas serão monitoradas por espectroscopia vibracional, utilizando mapeamento local. Dentre os principais objetivos deste projeto, destacam-se: síntese e caracterização de superfícies eletroativas nanoestruturadas, síntese e caracterização de nanopartículas metálicas imobilizadas em filmes automontados, imobilização de enzimas em substratos eletroativos e estudo eletroquímico de nanomateriais conjugados com moléculas biológicas e aplicados em biocatálise. (AU)

Publicações científicas (6)
(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)
KHALID, MOHD; HASSAN, AYAZ; HONORATO, ANA M. B.; CRESPILHO, FRANK N.; VARELA, HAMILTON. 8-Hydroxyquinoline-5-sulfonic acid on reduced graphene oxide layers as a metal-free electrode material for supercapacitor applications. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 847, AUG 15 2019. Citações Web of Science: 0.
ALI, MIAN A.; HASSAN, AYAZ; SEDENHO, GRAZIELA C.; GONCALVES, RENATO V.; CARDOSO, DANIEL R.; CRESPILHO, FRANK N. Operando Electron Paramagnetic Resonance for Elucidating the Electron Transfer Mechanism of Coenzymes. Journal of Physical Chemistry C, v. 123, n. 26, p. 16058-16064, JUL 4 2019. Citações Web of Science: 0.
MELO, ANTONIO F. A. A.; HASSAN, AYAZ; MACEDO, LUCYANO J. A.; OSICA, IZABELA; SHRESTHA, LOK KUMAR; JI, QINGMIN; OLIVEIRA, JR., OSVALDO N.; HENZIE, JOEL; ARIGA, KATSUHIKO; CRESPILHO, FRANK N. Microwires of Au-Ag Nanocages Patterned via Magnetic Nanoadhesives for Investigating Proteins using Surface Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 11, n. 20, p. 18053-18061, MAY 22 2019. Citações Web of Science: 1.
BECHER, TIAGO B.; BRAGA, CAROLYNE B.; BERTUZZI, DIEGO L.; RAMOS, JR., MIGUEL D.; HASSAN, AYAZ; CRESPILHO, FRANK N.; ORNELAS, CATIA. The structure-property relationship in LAPONITE (R) materials: from Wigner glasses to strong self-healing hydrogels formed by non-covalent interactions. SOFT MATTER, v. 15, n. 6, p. 1278-1289, FEB 14 2019. Citações Web of Science: 1.
MACEDO, LUCYANO J. A.; IOST, RODRIGO M.; HASSAN, AYAZ; BALASUBRAMANIAN, KANNAN; CRESPILHO, FRANK N. Bioelectronics and Interfaces Using Monolayer Graphene. CHEMELECTROCHEM, v. 6, n. 1, SI, p. 31-59, JAN 2 2019. Citações Web of Science: 2.
KHALID, MOHD.; HASSAN, AYAZ; HONORATO, ANA M. B.; CRESPILHO, FRANK N.; VARELA, HAMILTON. Nano-flocks of a bimetallic organic framework for efficient hydrogen evolution electrocatalysis. CHEMICAL COMMUNICATIONS, v. 54, n. 78, p. 11048-11051, OCT 7 2018. Citações Web of Science: 3.

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