Biossensores ópticos para detecção rápida de bactérias patogênicas

• Processo: 19/12588-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2019
• Data de Término da vigência: 28 de setembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Hellmut Eckert
• Beneficiário: Marylyn Setsuko Arai
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 21/11531-3 - Sensores portáteis baseados em nanomateriais para detecção de doenças infecciosas e câncer, BE.EP.DR
• Assunto(s): Propriedades ópticas Análise espectroscópica Técnicas biossensoriais Bactérias patogênicas Nanomedicina teranóstica Terapia fotodinâmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biossensores em papel | conversao ascendente de energia | Íons Terras Raras | Nanopartículas luminescentes | Teranóstica | Terapia Fotodinâmica | Propriedades ópticas e espectroscópicas da matéria

Resumo

Devido ao uso excessivo e indiscriminado de antibióticos, o número de microrganismos resistentes a esses medicamentos tem crescido progressivamente tornando-se uma ameaça à saúde pública mundial. Atualmente, doenças infecciosas superam todos os tipos de câncer em termos de mortalidade. Um dos maiores desafios relacionados a esse problema é o desenvolvimento de testes diagnósticos para detecção rápida e precoce dessas bactérias para que pacientes infectados com esses patógenos possam ser facilmente identificados e os protocolos de tratamento apropriados sejam implementados de forma rápida e eficiente. Assim, o presente projeto propõe o desenvolvimento de um sensor óptico portátil, eficiente e de fácil uso para detecção e quantificação de bactérias resistentes a antibióticos. Devido a todas as vantagens associadas à sua absorção na região do infravermelho, as nanopartículas emissoras de luz por conversão ascendente de energia (UCNPs) serão utilizadas como transdutoras de fluorescência e o sistema será baseado em pares de transferência de energia luminescente ressonante (LRET), onde as UCNPs atuarão como doadoras e estarão conjugadas com materiais aceptores de energia. As nanopartículas serão funcionalizadas com biomoléculas de acordo com os patógenos de interesse, testadas em solução e posteriormente um sistema em papel será desenvolvido. A proposta final do projeto é criar um biossensor em papel onde a detecção e quantificação do sinal possa ser realizada através de imagens digitais obtidas por aparelhos celulares. O sensor será desenvolvido através de um estudo aprofundado das diferentes etapas que envolvem a produção de uma plataforma desse tipo: (1) síntese e caracterização de UCNPs com alta eficiência de luminescência; (2) funcionalização das nanopartículas para detecção dos microrganismos; (3) estudo e otimização do sistema de sensoriamento em solução seguida de; (4) testes em papel avaliando diferentes abordagens e; (5) avaliação da viabilidade do uso de imagens digitais de celular para identificação e quantificação da resposta. (AU)

Publicações científicas

(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)

RAVARO, LEANDRO P.; ARAI, MARYLYN S.; MAIA, LAURO J. Q.; DOUSTI, M. REZA; DE OLIVEIRA SANTIAGO, PEDRO HENRIQUE; ELLENA, JAVIER; DE CAMARGO, ANDREA S. S.. Multifunctional Platform Based on a Copper(I) Complex and NaYF4:Tm3+,Yb3+Upconverting Nanoparticles Immobilized into a Polystyrene Matrix: Downshifting and Upconversion Oxygen Sensing. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. N/A, p. 11-pg., 2022-10-17. (21/10066-5, 13/07793-6, 21/11531-3, 20/05627-5, 13/24727-7, 19/12588-9)

ARAI, MARYLYN S.; DE CAMARGO, ANDREA S. S.. Exploring the use of upconversion nanoparticles in chemical and biological sensors: from surface modifications to point-of-care devices. NANOSCALE ADVANCES, v. 3, n. 18, JUL 2021. (13/07793-6, 19/12588-9, 21/01170-3)