Dispositivo eletroquímico duplo e integrado para detecção multiplexada de biomarcadores

• Processo: 22/03758-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Osvaldo Novais de Oliveira Junior
• Beneficiário: Thiago Serafim Martins
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/22214-6 - Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/15122-3 - Desenvolvendo novos (bios)sensores de tatuagem respiráveis para o monitoramento da saúde, BE.EP.PD
• Assunto(s): Aprendizado computacional Biomarcadores Sensores eletroquímicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aprendizado de Máquina | biomarcadores | Detecçao multiplexada | sensores eletroquímicos | Visualização de Informações | Sensores e Biossensores

Resumo

A combinação de métodos eletroanalíticos e aprendizagem de máquina é promissora para o diagnóstico precoce de câncer e outras doenças, principalmente com dispositivos sensíveis com operação no ponto de atendimento. Resultados ainda mais confiáveis e completos podem ser obtidos com dispositivos que detectam simultaneamente múltiplos biomarcadores. Porém, a produção desses sensores livres de rótulo e de mediadores redox externos é um desafio. Neste projeto, desenvolveremos dispositivos eletroquímicos duplos e integrados compostos por materiais de grafeno (ou nitreto de carbono) e moléculas sinalizadoras (eletroquimicamente ativas) imobilizadas na plataforma de detecção. Os dispositivos serão construídos usando eletrodos impressos; 2-3-diaminofenazina (DAP), azul de toluidina (TB) e polidopamina (PDA) serão usadas como moléculas sinalizadoras sobre a camada ativa. Serão desenvolvidos dispositivos para a detecção multiplexada dos seguintes biomarcadores: i) proteína spike (SARS-CoV-2), glicoproteínas hemaglutinina (HA) e neuraminidase (NA) (influenza H3N2); ii) proteínas interleucina-6 (IL-6) e de fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) (câncer de cólon); iii) e antígeno carcinoembrionário (CEA) e enolase específica de neurônio (NSE) (câncer de pulmão). As arquiteturas moleculares dos sensores serão investigadas por difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e de varredura (SEM), espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), microscopia de força atômica (AFM), voltametria cíclica (CV), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), espectroscopia de infravermelho por reflexão, absorção com polarização modulada (PM-IRRAS) e espectroscopia por geração de soma de frequências (SFG). Os resultados serão analisados com ferramentas estatísticas e computacionais, incluindo visualização de informações e aprendizado de máquina.

Publicações científicas

(5)

(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)

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MARTINS, THIAGO S.; BOTT-NETO, JOSE L.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.. Label- and Redox Probe-Free Bioelectronic Chip for Monitoring Vitamins C and the 25-Hydroxyvitamin D3 Metabolite. ACS APPLIED NANO MATERIALS, v. 7, n. 5, p. 8-pg., 2024-01-27. (22/03758-0, 19/13514-9, 22/15122-3, 18/22214-6, 22/00243-0)

MARTINS, THIAGO S.; MACHADO, SERGIO A. S.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.; BOTT-NETO, JOSE L.. Optimized paper-based electrochemical sensors treated in acidic media to detect carbendazim on the skin of apple and cabbage. Food Chemistry, v. 410, p. 7-pg., 2023-01-13. (19/13514-9, 22/03758-0, 18/22214-6, 19/01777-5)

BOTT-NETO, JOSE L.; MARTINS, THIAGO S.; PIMENTEL, GABRIEL J. C.; OLIVEIRA, OSVALDO N.; MARKEN, FRANK. Photoelectrochemical Performance of Brookite Titanium Dioxide Electrodeposited on Graphene Foam for Portable Biosensors. ACS OMEGA, v. 9, n. 52, p. 7-pg., 2024-12-16. (22/03758-0, 22/00243-0, 18/22214-6, 19/13514-9, 22/15122-3)

MARTINS, THIAGO S.; HENRIQUE, FABIO J. F. S.; BIROLLI, WILLIAN G.; BOTT-NETO, JOSE L.; SILVEIRA, HENRIQUE C. S.; ESTEVES, PIERRE M.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.. Printed strips coated with a reticular organic framework for Non-Enzymatic detection of pesticides in the urine of rural workers. CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, v. 496, p. 9-pg., 2024-07-17. (22/03758-0, 19/13514-9, 22/15122-3, 18/22214-6, 22/00243-0)