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Biossensores ópticos para detecção rápida de bactérias patogênicas

Processo: 19/12588-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de novembro de 2019
Vigência (Término): 31 de julho de 2023
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Andrea Simone Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez
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
Assunto(s):Propriedades ópticas   Análise espectroscópica   Técnicas biossensoriais   Bactérias patogênicas   Nanomedicina teranóstica   Terapia fotodinâmica

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)