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Difusão molecular, localização e reação de catalisadores poliméricos na interface sólido-solução investigados através de microscopia de fluorescência de molécula única

Processo: 18/22159-5
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência (Início): 06 de julho de 2019
Vigência (Término): 05 de julho de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química
Pesquisador responsável:Marcelo Henrique Gehlen
Beneficiário:Marcelo Henrique Gehlen
Anfitrião: Daniel Schwartz
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Colorado Boulder, Estados Unidos  
Assunto(s):Fotoquímica

Resumo

Este projeto tem como objetivo central o estudo detalhado, através de técnicas de microscopia de fluorescência, de catalisadores poliméricos (PCat) com medidas de propriedades de transporte e difusão, ancoramento e localização em superfícies e também da reatividade química, fotoquímicas e enzimáticas em reações específicas. Os PCats podem ser polímeros sintéticos com grupos ácidos ou básicos ativos em catálise de reações orgânicas ou enzimas ou nano-partículas previamente marcadas com sondas fluorescentes. Na primeira parte do projeto estaremos estudando a mobilidade e localização de PCat por técnicas de mapeamento de molécula única usando microscopia fluorescência de campo largo em reflexão interna total (TIRFM). Nesta parte as taxas de adsorção, coeficientes de difusão, e localização precisa são determinados. Na segunda etapa do processo, PCat previamente caracterizados são usados com catalisadores móveis ou ancorados em reações orgânicas ou enzimáticas com formação de um produto fluorescente PF com detecção de molécula única. Assim as taxas de formação de PF avaliadas a partir do histograma temporal de contagem indica a atividade de PCat em nível molecular. A partir do monitoramento de imagens de fluorescência do PCat em uma dada região espectral e do produto fluorescente em outra, podemos avaliar separadamente a mobilidade e posição do catalisador e sua atividade catalítica. Este estudo encontra aplicações na otimização de processos catalíticos em química e fotoquímica.