Desenvolvimento e aplicação de eletrodos compósitos impressos descartáveis à base de nanopartículas metálicas e grafite-poliuretana

• Processo: 18/11071-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Vigência (Início): 01 de dezembro de 2018
• Vigência (Término): 31 de março de 2022
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Frank Nelson Crespilho
• Beneficiário: Isabela Alteia Mattioli
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Eletroanalítica Eletrodos quimicamente modificados Nanopartículas metálicas Grafite Poliuretanos Voltametria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biosensors | Graphene field effect transistors | 2D electrodes | Eletroquímica e Eletroanalitica

Resumo

Neste trabalho, propõe-se dar continuidade ao desenvolvimento de eletrodos compósitos à base de grafite e resina poliuretana. Esta proposta contribuirá na linha de pesquisa voltada à preparação deste material na forma de eletrodos impressos descartáveis, modificados com nanopartículas metálicas. As principais vantagens quanto do uso do compósito à base de grafite e poliuretana em relação à outros materiais eletródicos convencionais são: baixo custo, fácil usinagem e alta hidrofobicidade. Além disso, a possiblidade da produção de eletrodos de trabalho, referência e contra-eletrodo em um único dispositivo por meio de impressão, torna esta tecnologia bastante atrativa. Inicialmente, serão estudadas diferentes proporções entre grafite e nanopartículas metálicas (em especial, Fe3O4-NPs e AuNPs) e resina poliuretana. Em um segundo momento, pretende-se avaliar o desenvolvimento de um eletrodo impresso descartável baseado apenas em nanopartículas metálicas e resina poliuretana, utilizando-se AuNPs ou outras nanopartículas metálicas. É importante ressaltar que poucos grupos de pesquisa se ocupam destes desenvolvimentos no Brasil e o grupo LATEQS é o único que prepara eletrodos compósitos impressos à base de grafite e poliuretana. Uma vez preparados os eletrodos, a etapa seguinte será avaliar o desempenho dos mesmos em técnicas eletroanalíticas, como voltametria cíclica (CV), voltametria de pulso diferencial (DPV) e/ou voltametria de onda quadrada (SWV). Para isso, os sensores desenvolvidos serão testados nestas técnicas buscando-se parâmetros instrumentais adequados, na presença de sondas eletroquímicas e, finalmente, na determinação de analitos de interesse farmacêutico, biológico e ambiental. A principal contribuição deste projeto é o desenvolvimento de novas tintas para eletrodos impressos, que poderão ser submetidas à proteção intelectual, a exemplo do que já ocorreu com as tintas à base de grafite. (AU)

Publicações científicas

(9)

(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)

MATTIOLI, ISABELA A.; CERVINI, PRISCILA; CAVALHEIRO, EDER T. G.. Screen-printed disposable electrodes using graphite-polyurethane composites modified with magnetite and chitosan-coated magnetite nanoparticles for voltammetric epinephrine sensing: a comparative study. Microchimica Acta, v. 187, n. 6, MAY 10 2020. (18/11071-0, 17/04211-7)

MATTIOLI, ISABELA A.; CASTRO, KARLA R.; SEDENHO, GRAZIELA C.; MACEDO, LUCYANO J. A.; OLIVEIRA, MONA N.; MANULI, ERIKA R.; SABINO, ESTER C.; CRESPILHO, FRANK N.. Expanding the application of graphene vertical devices to dual femtomolar detection of SARS-CoV-2 receptor binding domain in serum and saliva. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 239, p. 6-pg., 2023-11-01. (20/04796-8, 17/20493-2, 19/12053-8, 18/11071-0, 19/15333-1, 18/22214-6)

SANCHES, NATALIA M.; HASSAN, AYAZ; MATTIOLI, ISABELA A.; MACEDO, LUCYANO J. A.; SEDENHO, GRAZIELA C.; CRESPILHO, FRANK N.. Tuning Vertical Electron Transfer on Graphene Bilayer Electrochemical Devices. ADVANCED MATERIALS INTERFACES, v. 8, n. 20, SEP 2021. (18/22214-6, 17/20493-2, 19/15333-1, 19/12053-8, 15/22973-6, 18/11071-0)

MATTIOLI, ISABELA A.; SCHILDT, LETICIA F. L.; CERVINI, PRISCILA; SACILOTO, THALITA R.; CAVALHEIRO, EDER T. G.. Evaluation of a Graphite-Polyurethane Composite Electrode Modified with Copper Nanoparticles as an Amperometric Flow Detector in a Wall-Jet System for the Determination of Cysteine. Journal of the Brazilian Chemical Society, v. 31, n. 2, p. 370-380, FEB 2020. (18/11071-0, 17/04211-7)

ISABELA A. MATTIOLI; FRANK N. CRESPILHO. Problems of Interpreting Diagnostic Tests for SARS-CoV-2: Analytical Chemistry Concerns. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 92, n. 4, p. -, 2020. (19/15333-1, 18/11071-0, 19/12053-8, 18/22214-6)

MATTIOLI, ISABELA A.; CASTRO, KARLA R.; MACEDO, LUCYANO J. A.; SEDENHO, GRAZIELA C.; OLIVEIRA, MONA N.; TODESCHINI, IRIS; VITALE, PHELIPE M.; FERREIRA, SUZETE CLEUSA; MANULI, ERIKA R.; PEREIRA, GEOVANA M.; et al. Graphene-based hybrid electrical-electrochemical point-of-care device for serologic COVID-19 diagnosis. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 199, p. 10-pg., 2022-03-01. (17/20493-2, 20/04796-8, 18/11071-0, 18/22214-6, 19/12053-8)

HASSAN, AYAZ; MACEDO, LUCYANO J. A.; MATTIOLI, ISABELA A.; RUBIRA, RAFAEL J. G.; CONSTANTINO, CARLOS J. L.; AMORIM, RODRIGO G.; LIMA, FILIPE C. D. A.; CRESPILHO, FRANK N.. A three component-based van der Waals surface vertically designed for biomolecular recognition enhancement. Electrochimica Acta, v. 376, APR 20 2021. (18/22214-6, 17/20493-2, 19/12053-8, 19/15333-1, 18/11071-0)

MATTIOLI, ISABELA A.; HASSAN, AYAZ; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.; CRESPILHO, FRANK N.. On the Challenges for the Diagnosis of SARS-CoV-2 Based on a Review of Current Methodologies. ACS SENSORS, v. 5, n. 12, p. 3655-3677, DEC 24 2020. (18/11071-0, 19/15333-1, 18/22214-6, 19/12053-8)

MATTIOLI, ISABELA A.; HASSAN, AYAZ; SANCHES, NATALIA M.; VIEIRA, NIRTON C. S.; CRESPILHO, FRANK N.. Highly sensitive interfaces of graphene electrical-electrochemical vertical devices for on drop atto-molar DNA detection. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 175, MAR 1 2021. (19/12053-8, 18/07508-3, 17/20493-2, 18/22214-6, 18/11071-0, 19/15333-1)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

MATTIOLI, Isabela Alteia. Dispositivos elétrico-eletroquímicos verticais de grafeno: a nova geração de biossensores on chip. 2022. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Química de São Carlos (IQSC/BT) São Carlos.