Desenvolvimento de sondas não invasivas de fibra de vidro

• Processo: 17/16828-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Younes Messaddeq
• Beneficiário: Kishore Kumar Devarepally
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/22828-6 - Ultrapassando as fronteiras de fibras ópticas: da fotônica até optogenética e monitoramento de meio ambiente, AP.SPEC
• Assunto(s): Fibra óptica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fibras electro-opticas | perdas opticas | Sondas ópticas | sondas para neurociencia | Fibras opticas

Resumo

O controle da atividade elétrica e bioquímica de neurônios identificados em tecidos intactos in vivo e a compreensão de seu papel no processamento de informações cerebrais são de grande importância. As técnicas atuais de optogenetics oferecem capacidades limitadas porque não possuem seletividade, resolução temporal e têm pouca capacidade de miniaturização. O desenvolvimento de novas sondas tão pequenas quanto 10 ¼m, combinando detecção elétrica e óptica com resolução óptica de célula única a uma profundidade de 6 mm no sistema nervoso central intacto será o principal desafio desta pesquisa. A limitação da alta resistência elétrica (> 10 MOhm), que pode limitar certos tipos de gravações devido à relação sinal / ruído insuficiente, pode ser superada com o desenvolvimento de micro-sondas de fibra funcionalizadas que combinam funcionalidades ópticas e elétricas. O todo está integrado dentro de uma única fibra microscópica de "todo o vidro" para uma ruptura mínima dos tecidos circundantes, para transportar funcionalidades ópticas e elétricas para o sitio biológico de interesse. O pós-doc precisa desenvolver uma composição de material de vidro apropriada que exiba uma transparência óptica de> 80% a 500nm de comprimento de onda, uma resistividade elétrica de CA de <1 MOhm / cm, uma cinética lenta de cristalização adequada para a produção de fibras, bem como atributos biocompatíveis para implantação in vivo. O desenvolvimento de micro-opróctos pode ser conseguido através de uma combinação de composições de vidro WO3-AgPO3-AgI dentro da fibra e uma geometria que confere a multifuncionalidade, de modo que cada composição de vidro uma vez obtida na forma de uma fibra tera as propriedades ópticas e elétricas desejadas. Em comparação com outras tecnologias existentes, as microprocas baseadas em fibras de vidro multimateriais trazem economias de escala na fabricação de sondas biomédicas e integram o conjunto de funcionalidades ópticas e elétricas procuradas pela optogenética.