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Explorando a detecção C4D para o desenvolvimento de biossensores microfluídicos inovadores e de baixo custo

Processo: 18/19750-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2019
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
Pesquisador responsável:Emanuel Carrilho
Beneficiário:Laís Canniatti Brazaca
Instituição-sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:14/50867-3 - INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Bioanalítica, AP.TEM
Assunto(s):Técnicas biossensoriais   Moléculas bioativas   Microfluídica   Eletroquímica   Anticorpos

Resumo

Os microssistemas de análises totais (uTAS) são uma tendência da Química Moderna devido ao consumo de amostra extremamente baixo (pL a nL), ao seu potencial de portabilidade e à integração de diversos processos em um único dispositivo. Porém, com a miniaturização dos sistemas analíticos, surgiram também diversos desafios - sendo os principais a manipulação adequada dos fluidos e o desenvolvimento de métodos de detecção a serem utilizados para uma análise precisa e simples. Atualmente, as técnicas eletroquímicas são as mais aplicadas em uTAS devido à alta sensibilidade e ao potencial de miniaturização. Em especial, a detecção condutométrica sem contato acoplada capacitivamente (C4D) vem ganhando espaço na literatura devido à não requerer que os eletrodos estejam em contato direto com a solução, evitando uma série de problemas tais como a eletrólise e a degradação dos metais. Porém, esta é, a princípio, uma técnica de detecção universal, capaz de captar sinais relacionados à qualquer composto com condutividade distinta do eletrólito utilizado. Sendo assim, vem sendo comumente utilizada em conjunto à métodos de separação, sendo principalmente acoplada à eletroforese capilar (CE-C4D). Propomos aqui o avanço de uma classe inovadora de biossensores baseada na detecção de biomoléculas de maneira seletiva e precisa utilizando a técnica C4D (uBIA-C4D). Para isso, dispositivos microfluídicos serão construídos com três eletrodos de ouro: um responsável pela excitação da amostra (eexc), um para agir como referência, medindo a condutividade basal da solução (err), e outro para atuar como eletrodo de trabalho (erw), avaliando as interações entre as biomoléculas. Os eletrodos serão isolados da solução através da deposição de uma camada de SiO2, a qual será modificada com anticorpos específicos somente na região sobre o erw. É esperado que a diferença entre o sinal obtido pelo erw e pelo err varie linearmente com a concentração do analito. Trabalhos realizados previamente por nosso grupo mostram que o projeto tem grande potencial para gerar resultados de sucesso. Sendo assim, esperamos desenvolver ainda mais essa nova estratégia baseada na detecção C4D para a construçãode biossensores precisos, simples e de baixo custo a serem aplicados em uTAS.

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Publicações científicas (9)
(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)
STEFANO, JESSICA SANTOS; GUTERRES E SILVA, LUIZ RICARDO; ROCHA, RAQUEL GOMES; BRAZACA, LAIS CANNIATTI; RICHTER, EDUARDO MATHIAS; ABARZA MUNOZ, RODRIGO ALEJANDRO; JANEGITZ, BRUNO CAMPOS. New conductive filament ready-to-use for 3D-printing electrochemical (bio)sensors: Towards the detection of SARS-CoV-2. Analytica Chimica Acta, v. 1191, JAN 25 2022. Citações Web of Science: 0.
RAFANHIN SOUSA, ANA CAROLINA; MAKARA, CLEYTON NASCIMENTO; BRAZACA, LAIS CANNIATTI; CARRILHO, EMANUEL. A colorimetric microfluidic paper-based analytical device for sulfonamides in cow milk using enzymatic inhibition. Food Chemistry, v. 356, SEP 15 2021. Citações Web of Science: 1.
SOARES, JULIANA COATRINI; SOARES, ANDREY COATRINI; RODRIGUES, VALQUIRIA CRUZ; OITICICA, PEDRO RAMON ALMEIDA; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO AUGUSTO; BOTT-NETO, JOSE LUIZ; BUSCAGLIA, LORENZO A.; DE CASTRO, LUCAS DANIEL CHIBA; RIBAS, LUCAS C.; SCABINI, LEONARDO; BRAZACA, LAIS C.; CORREA, DANIEL S.; MATTOSO, LUIZ HENRIQUE C.; DE OLIVEIRA, MARIA CRISTINA FERREIRA; DE CARVALHO, ANDRE CARLOS PONCE LEON FERREIRA; CARRILHO, EMANUEL; BRUNO, ODEMIR M.; MELENDEZ, MATIAS ELISEO; OLIVEIRA JR, OSVALDO N. Detection of a SARS-CoV-2 sequence with genosensors using data analysis based on information visualization and machine learning techniques. MATERIALS CHEMISTRY FRONTIERS, v. 5, n. 15, p. 5658-5670, AUG 7 2021. Citações Web of Science: 0.
TAKEKAWA, VICTOR SADANORY; MARQUES, LETICIA APARECIDA; STRUBINGER, ETHAN; SEGATO, THIAGO PINOTTI; BOGUSZ, JR., STANISLAU; BRAZACA, LAIS CANNIATTI; CARRILHO, EMANUEL. Development of low-cost planar electrodes and microfluidic channels for applications in capacitively coupled contactless conductivity detection ((CD)-D-4). ELECTROPHORESIS, v. 42, n. 16, p. 1560-1569, AUG 2021. Citações Web of Science: 0.
SOARES, JULIANA COATRINI; SOARES, ANDREY COATRINI; RODRIGUES, VALQUIRIA CRUZ; OITICICA, PEDRO RAMON ALMEIDA; RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO AUGUSTO; BOTT-NETO, JOSE LUIZ; BUSCAGLIA, LORENZO A.; DE CASTRO, LUCAS DANIEL CHIBA; RIBAS, LUCAS C.; SCABINI, LEONARDO; BRAZACA, LAIS C.; CORREA, DANIEL S.; MATTOSO, LUIZ HENRIQUE C.; DE OLIVEIRA, MARIA CRISTINA FERREIRA; DE CARVALHO, ANDRE CARLOS PONCE LEON FERREIRA; CARRILHO, EMANUEL; BRUNO, ODEMIR M.; MELENDEZ, MATIAS ELISEO; OLIVEIRA JR, OSVALDO N. Detection of a SARS-CoV-2 sequence with genosensors using data analysis based on information visualization and machine learning techniques. MATERIALS CHEMISTRY FRONTIERS, JUN 2021. Citações Web of Science: 0.
TAKEKAWA, VICTOR SADANORY; MARQUES, LETICIA APARECIDA; STRUBINGER, ETHAN; SEGATO, THIAGO PINOTTI; BOGUSZ, JR., STANISLAU; BRAZACA, LAIS CANNIATTI; CARRILHO, EMANUEL. Development of low-cost planar electrodes and microfluidic channels for applications in capacitively coupled contactless conductivity detection ((CD)-D-4). ELECTROPHORESIS, JUN 2021. Citações Web of Science: 0.
BRAZACA, LAIS CANNIATTI; DOS SANTOS, PAMYLA LAYENE; DE OLIVEIRA, PAULO ROBERTO; ROCHA, DIEGO PESSOA; STEFANO, JESSICA SANTOS; KALINKE, CRISTIANE; MUNOZ, RODRIGO ALEJANDRO ABARZA; BONACIN, JULIANO ALVES; JANEGITZ, BRUNO CAMPOS; CARRILHO, EMANUEL. Biosensing strategies for the electrochemical detection of viruses and viral diseases e A review. Analytica Chimica Acta, v. 1159, MAY 15 2021. Citações Web of Science: 0.
BRAZACA, LAIS CANNIATTI; SAMPAIO, ISABELLA; ZUCOLOTTO, VALTENCIR; JANEGITZ, BRUNO CAMPOS. Applications of biosensors in Alzheimer's disease diagnosis. Talanta, v. 210, APR 1 2020. Citações Web of Science: 0.
MAURUTO DE OLIVEIRA, GABRIELA C.; DE SOUZA CARVALHO, JEFFERSON HENRIQUE; BRAZACA, LAIS CANNIATTI; SILVA VIEIRA, NIRTON CRISTI; JANEGITZ, BRUNO CAMPOS. Flexible platinum electrodes as electrochemical sensor and immunosensor for Parkinson's disease biomarkers. BIOSENSORS & BIOELECTRONICS, v. 152, MAR 15 2020. Citações Web of Science: 0.

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