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Sensores químicos miniaturizados e integrados: novas plataformas de fabricação para aplicações biológicas, clínicas e ambientais

Processo: 18/08782-1
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de dezembro de 2018 - 30 de novembro de 2023
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
Pesquisador responsável:Mauro Bertotti
Beneficiário:Mauro Bertotti
Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Marcelo Nelson Páez Carreño ; Thiago Regis Longo Cesar da Paixão
Pesquisadores associados:Gustavo Pamplona Rehder ; Ines Pereyra ; Marco Isaías Alayo Chávez ; William Reis de Araujo
Auxílios(s) vinculado(s):19/16491-0 - Detecção rápida e em campo de metais tóxicos combinando sensores eletroquímicos baseados em papel e voltametria cíclica de varredura rápida, AP.R SPRINT
19/10606-0 - EMU concedido no processo 2018/08782-1: sistema para fotolitografia por escrita direta, AP.EMU
19/00811-5 - EMU concedido no processo 2018/08782-1: sistema para deposição de materiais por jato de tinta, AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):22/14473-7 - Modificação de superfícies eletródicas com porfirazinas visando ao desenvolvimento de sensor eletroquímico para óxido nítrico, BP.IC
22/03643-9 - Estudo do efeito do ácido ascórbico na proteção contra radiação UV em células HaCaT com base no desenvolvimento de nanossensores eletroquímicos para detecção localizada e em tempo real, BP.DD
22/04980-9 - Desenvolvimento de microssensores eletroquímicos calibration-free para análise de leite, BP.DD
+ mais bolsas vinculadas 22/03665-2 - Desenvolvimento de sensores eletroquímicos para a detecção de peróxido de hidrogênio e íons cálcio em sistemas de interesse biológico, BP.DD
22/03382-0 - Sensor vestível para monitoramento em tempo real de drogas de abuso em saliva humana, BP.PD
22/00064-8 - Fabricação de sensor eletroquímico para a detecção de fosfato em ambientes aquáticos, BP.IC
21/00205-8 - Dispositivos analíticos miniaturizados e/ou microfluídicos para aplicações biológicas, BP.PD
21/09798-1 - Potenciostato miniaturizado portátil com comunicação wireless: componentes de hardware, BP.TT
21/05806-0 - Potenciostato miniaturizado portátil com comunicação wireless : componentes de hardware, BP.TT
20/01612-3 - Estudo da difusão de Ca2+ por membranas de xantana contendo cafeína empregando microssensor potenciométrico, BP.IC
19/23206-0 - Desenvolvimento de sensor eletroquímico para a detecção de óxido nítrico, BP.IC
19/15065-7 - Desenvolvimento de sistemas eletroquímicos em papel voltados para análises em fluxo de amostras de interesse forense, BP.DD
19/14418-3 - Sensores eletroquímicos para o monitoramento da qualidade de águas, BP.DD
19/06293-6 - Investigações em sistemas biológicos empregando sensores eletroquímicos miniaturizados, BP.PD
19/00889-4 - Determinação eletroquímica de iodeto em amostras de urina por "redox cycling" empregando microeletrodos, BP.MS - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Eletroanalítica  Microeletrodos  Microfluídica  Sensores químicos  Análise química  Miniaturização 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:microeletrodos | Microfabricação | Microfluídica | Sensores Químicos | Eletroanalítica

Resumo

Diversas técnicas analíticas emergentes têm surgido nos últimos anos, mas quando o problema envolve determinações em diversos locais de amostragem, o custo e a logística para a posterior realização de análise química laboratorial consistem em aspectos desvantajosos. Tais problemas podem ser melhor resolvidos com o uso de dispositivos que funcionem de forma autônoma no local de amostragem ou próximo a ele, reduzindo os riscos de erro e contaminação associados à aquisição manual de amostras, armazenamento e transporte. Um sensor químico de leitura direta opera detectando e respondendo de maneira rápida à presença ou à quantidade de um analito com base em alguma interface existente entre o sensor e a amostra. Esses dispositivos são capazes de lidar com volumes muito pequenos e realizar ensaios em curtos períodos, portanto, a miniaturização oferece uma plataforma adequada para portabilidade e automação. Dependendo dos parâmetros selecionados, os dispositivos podem ser fabricados para coleta de sinal analógico, processamento, registro e apresentação remota de informações. Nesse cenário, o presente projeto de pesquisa visa ao planejamento e desenvolvimento de sistemas integrados para monitoramento em tempo real de alguns compostos-alvo em locais de relevância ambiental, biológica e clínica. Os dispositivos propostos consistirão em vários sensores eletroquímicos e ópticos miniaturizados, alguns deles com abordagem wearable, e ênfase será dada à construção de sistemas que possam ser facilmente empregados e que possuam operação confiável e de longa duração. Alta seletividade em relação aos analitos desejados será alcançada com plataformas projetadas com base em novos materiais. Na ausência de seletividade favorável, diferentes estratégias serão empregadas, tais como abordagens matemáticas (análise quimiométrica) ou a separação do analito da matriz da amostra usando dispositivos microfluídicos. Os sensores desenvolvidos terão que satisfazer requisitos analíticos (por exemplo, redução da resposta à deriva, resistência ao envenenamento da superfície e alta seletividade, exatidão e precisão), bem como demandas tecnológicas (produção em larga escala a baixo custo, baixo consumo de energia e eletrônica robusta). (AU)

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Publicações científicas (38)
(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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ARJUNAN, ANANTHI; SUKERI, ANANDHAKUMAR; SARAIVA, DOUGLAS PHILIP MARTINEZ; MIRANDA, PAULO BARBEITAS; BERTOTTI, MAURO. Electrochemical Studies of Hydrogen Peroxide Oxidation on a Nanoporous Gold Surface: Fundamental and Analytical Applications. Journal of the Electrochemical Society, v. 167, n. 11, . (18/08782-1, 18/02819-0)
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TORRES, MARCELO D. T.; DE ARAUJO, WILLIAM R.; DE LIMA, LUCAS F.; FERREIRA, ANDRE L.; DE LA FUENTE-NUNEZ, CESAR. Low-cost biosensor for rapid detection of SARS-CoV-2 at the point of care. MATTER, v. 4, n. 7, p. 2403-2416, . (18/08782-1)
MENDES, LETICIA FRANCINE; DE SIERVO, ABNER; DE ARAUJO, WILLIAM REIS; LONGO CESAR PAIXAO, THIAGO REGIS. Reagentless fabrication of a porous graphene-like electrochemical device from phenolic paper using laser-scribing. Carbon, v. 159, p. 110-118, . (17/10522-5, 18/08782-1, 07/54829-5, 18/16250-0)
ATAIDE, VANESSA N.; MENDES, LETICIA F.; GAMA, LILLIA I. L. M.; DE ARAUJO, WILLIAM R.; PAIXAO, THIAGO R. L. C.. Electrochemical paper-based analytical devices: ten years of development. ANALYTICAL METHODS, v. 12, n. 8, p. 1030-1054, . (17/10522-5, 18/14462-0, 18/08782-1, 16/16477-9, 19/16491-0)
GROTHE, RENATA A.; LOBATO, ALNILAN; MOUNSSEF, BASSIM; TASI, NIKOLA; BRAGA, ATAUALPA A. C.; MALDANER, ADRIANO O.; ALDOUS, LEIGH; PAIXAO, THIAGO R. L. C.; GONCALVES, LUIS MOREIRA. Electroanalytical profiling of cocaine samples by means of an electropolymerized molecularly imprinted polymer using benzocaine as the template molecule. ANALYST, v. 146, n. 5, p. 1747-1759, . (19/05569-8, 18/13922-7, 14/25770-6, 15/01491-3, 18/14425-7, 18/08782-1, 19/11214-8)
FERREIRA, ANDRE LOPES; DE LIMA, LUCAS FELIPE; TOROSSIAN TORRES, MARCELO DER; DE ARAUJO, WILLIAM REIS; DE LA FUENTE-NUNEZ, CESAR. ow-Cost Optodiagnostic for Minute-Time Scale Detection of SARS-CoV-. ACS NANO, v. 15, n. 11, p. 17453-17462, . (18/08782-1)
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ORTEGA, FRANCISCO G.; REGIART, MATIAS D.; RODRIGUEZ-MARTINEZ, ALBA; DE MIGUEL-PEREZ, DIEGO; SERRANO, MARIA J.; LORENTE, JOSE A.; TORTELLA, GONZALO; RUBILAR, OLGA; SAPAG, KARIM; BERTOTTI, MAURO; et al. Sandwich-Type Electrochemical Paper-Based Immunosensor for Claudin 7 and CD81 Dual Determination on Extracellular Vesicles from Breast Cancer Patients. Analytical Chemistry, v. 93, n. 2, p. 1143-1153, . (18/08782-1, 19/06293-6)
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REGIART, MATIAS; GIMENEZ, ALBA MARINA; MARQUES, RODOLFO F.; SOARES, IRENE S.; BERTOTTI, MAURO. Microfluidic device based on electrodeposited Nanoporous Gold/Carbon Nanotubes for Plasmodium vivax detection. SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, v. 340, . (16/50108-0, 19/06293-6, 18/08782-1)
SILVA JUNIOR, GILBERTO J.; GUIMARAES SELVA, JESSICA SOARES; SUKERI, ANANDHAKUMAR; GONCALVES, JOSUE M.; REGIART, MATIAS; BERTOTTI, MAURO. Fabrication of dendritic nanoporous gold via a two-step amperometric approach: Application for electrochemical detection of methyl parathion in river water samples. Talanta, v. 226, . (19/14418-3, 18/16896-7, 18/08782-1, 19/06293-6)
PATRICIO HERNANDEZ-SARAVIA, LUCAS; MARTINEZ, TAMARA; LLANOS, JAIME; BERTOTTI, MAURO. A Cu-NPG/SPE sensor for non-enzymatic and non-invasive electrochemical glucose detection. Microchemical Journal, v. 160, n. A, . (18/08782-1)
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FREITAS, RAFAELA C.; ORZARI, LUIZ O.; FERREIRA, LUIS M. C.; PAIXAO, THIAGO R. L. C.; COLTRO, WENDELL K. T.; VICENTINI, FERNANDO C.; JANEGITZ, BRUNO C.. Electrochemical determination of melatonin using disposable self-adhesive inked paper electrode. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 897, . (17/21097-3, 19/24428-6, 19/23342-0, 18/08782-1)
BALDO, THAISA A.; DE LIMA, LUCAS FELIPE; MENDES, LETICIA F.; DE ARAUJO, WILLIAM R.; PAIXAO, THIAGO R. L. C.; COLTRO, WENDELL K. T.. Wearable and Biodegradable Sensors for Clinical and Environmental Applications. ACS APPLIED ELECTRONIC MATERIALS, v. 3, n. 1, p. 68-100, . (18/16250-0, 18/08782-1, 19/16491-0)
DIP GANDARILLA, ARIAMNA MARIA; REGIART, MATIAS; BERTOTTI, MAURO; CORREA GLORIA, JULIANE; MORAIS MARIUBA, LUIS ANDRE; BRITO, WALTER RICARDO. One-step enzyme-free dual electrochemical immunosensor for histidine-rich protein 2 determination. RSC ADVANCES, v. 11, n. 1, p. 408-415, . (18/08782-1, 19/06293-6)

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