Marcelo Mulato.

Projeto I - Recursos Complementares a Grupos de Pesquisa - Pró-Reitoria de Pesquisa/ USP , processo 05.1.28483.1.0 PRP/USP, no valor de R$ 2.202,04 para participação da pós-doutoranda Mariselma Ferreira no IV Brazilian MRS Meeting em Recide, PE.

Participação no MRS2003, San Francisco, CA, USA, valor total de US$2961,00.

Temático FAPESP. A eletrodinâmica quântica descreve como a luz e a matéria interagem e é a primeira teoria onde é alcançada uma concordância total entre a mecânica quântica e a relatividade especial. O grupo de pesquisa Nanobiônica tem investigado (tanto teórica quanto experimentalmente) como os elétrons são transferidos, transportados e armazenados em nanoescala em um ambiente eletrolítico e demonstrou que os elétrons seguem regras de eletrodinâmica quântica relativística. Portanto, o foco desta proposta de pesquisa é compreender os fenômenos da eletrodinâmica quântica que ocorrem em um meio eletrolítico, que é o ambiente em que a vida surge. Isto compreende principalmente a eletroquímica, que é o campo da química em que o fenômeno da transferência de elétrons (ET) é estudado. O fenômeno ET é de fundamental importância para a compreensão de processos biológicos como respiração e fotossíntese. No entanto, as teorias de ET têm sido compreendidas há mais de 70 anos apenas a partir de uma perspectiva semiclássica, na qual a visão teórica dominante é a teoria de ET de Marcus (premiada com o Nobel em química em 1992). Os primeiros princípios da mecânica quântica para a teoria de ET foram propostos pelo nosso grupo de pesquisa e tal abordagem foi denominada teoria da taxa quântica (QR). A teoria é baseada em um conceito de taxa da mecânica quântica de primeiros princípios que compreende a relação de Planck-Einstein E=h, onde =e^2/hC_q é uma frequência associada à capacitância quântica C_q e E=e^2/C_q é a energia associada a . A consideração da mecânica estatística sobre E=e^2/C_q nos permite derivar a constante de velocidade do tipo Arrhenius de para a teoria de ET de Marcus simplesmente como uma configuração particular da taxa quântica . Consequentemente, este conceito fornece as bases da mecânica quântica para reações eletroquímicas à temperatura ambiente. No entanto, a teoria vai além da explicação do conceito de taxa de ET no campo da físico-química. Ele nos permite compreender a eletrodinâmica quântica do grafeno e o transporte de elétrons em junções moleculares e fornece uma maneira de calcular a estrutura eletrônica de pontos quânticos orgânicos e inorgânicos a temperatura ambiente, sende essas estruturas do tipo bidimensionais como o grafeno e muitas outras mais. O objetivo desta proposta de pesquisa é continuar explorando a base fundamental da teoria QR e explorar sua aplicação na compreensão de processos biológicos e como uma ferramenta para a química eletroanalítica quântica que abrange aplicações em diagnóstico molecular, cálculo de constantes de afinidade de ligação molecular, estudo de reação heterogênea, desenvolvimento de transistores e transdutores de efeito de campo resistivo-capacitivo quântico, bem como compreender o fenômeno da pseudocapacitância como conceito básico do funcionamento de supercapacitores e baterias, etc.

A parcela a ser recebida pela FFCLRP/USP no valor de 930.270,92, referente as concessões realizadas em 2022 será aplicada da seguinte forma: DEMANDA COLETIVA: Apoio e melhorias de infraestruturas coletivas de apoio a pesquisa com adequação de rede elétrica e lógica, reforma de laboratório, manutenção de geradores, manutenção de equipamentos multiusuários, confecção de bancadas, instalação de sistema fixo de extinção de incêndio e aquisição de equipamentos de informática e laboratório.

A parcela a ser recebida pela FFCLRP/USP no valo de 923.739,44, referente as concessões realizadas em 2021 será aplicada da seguinte forma: DEMANDA COLETIVA: Apoio e melhorias de infraestruturas coletivas de apoio a pesquisa com adequação de rede elétrica e lógica, manutenção de geradores, manutenção de equipamentos multiusuários, confecção de bancadas, instalação de sistema fixo de extinção de incêndio e aquisição de equipamentos de informática e laboratório.

A parcela a ser recebida pela FFCLRP/USP no valor de 282.435,28, referente as concessões realizadas em 2020 será aplicada da seguinte forma: DEMANDA COLETIVA: Apoio e melhorias de infraestruturas coletivas de apoio a pesquisa com a aquisição de upgrade do Servidor adquirido com a RTI 2020, adequação e ampliação de rede elétrica e lógica, manutenção de geradores, aquisição de ultrafreezer e manutenção emergencial de equipamentos multiusuários.

A parcela a ser recebida pela FFCLRP/USP no valor de 421.956,87, referente as concessões realizadas em 2019 será aplicada da seguinte forma: DEMANDA COLETIVA: Apoio e melhorias de infraestruturas coletivas de apoio a pesquisa com a aquisição de Servidor, adequação e ampliação de rede elétrica e lógica, manutenção de geradores, aquisição de câmera e acessórios, aquisição de sistema de proteção e combate a incêndio e manutenção emergencial de equipamentos multiusuários.

Covid-19. Esta é uma proposta que envolve uma Parceria Conjunta (JP) entre a Universidade de São Paulo (USP) e a Universidade do Estado de São Paulo (UNESP) e terá como foco principal a pesquisa no desenvolvimento de dispositivos eletroquímicos portáteis de diagnóstico para a detecção rápida de infecções virais de relevância para o Brasil (flavivírus) e mundial (SARS-Covid-2) usando métodos capacitivos sem reagentes, já demonstrados viáveis (em nosso projeto temático) para detectar infecções por DENV em amostras sorológicas de pacientes infectados. Portanto, estamos incluindo nesta proposta o uso dessa plataforma para diagnosticar o COVID-19. A proposta prevê o uso de um potenciostato do tamanho de um pen-drive que possa ser acoplado a telefones celulares. O maior desafio é desenvolver sensores robustos e sem reagentes para esse tipo de dispositivo, o que pode efetivamente permitir um meio eletrônico de vigilância de vírus em todo o mundo. A proposta é focada em superar o desafio da fabricação dos sensores.

O desenvolvimento de biossensores tem crescido continuamente a cada ano devido a possibilidade de detecções rápidas e acuradas de uma grande variedade de moléculas alvo ou biomarcadores, principalmente na área médica e de diagnóstico. A miniaturização destes dispositivos levará a realização de exames menos invasivos e redução do volume de amostra a ser analisada. Este projeto propõem o estudo e desenvolvimento de biossensores microeletrônicos utilizando principalmente como eletrodos superfícies de FTO, ITO e ouro modificadas com polímeros, nanoestruturas de carbono e monocamadas auto-organizadas. As modificações com polímeros como PANI tem como objetivo a adição de enzimas e anticorpos para detecção de glicose, lactato e piruvato. Nanoestruturas de carbono como grafeno e nanotubos permitem a imobilização de enzimas e oligonucleotídos. Já as superfícies de ouro podem ser modificadas tanto com polímeros como com monocamadas auto-organizadas permitindo diferentes métodos de imobilização de oligonucleotídos, entre eles microRNA e aptâmeros. O desenvolvimento e otimização dessas diferentes plataformas, assim como a detecção dos analitos de interesse baseiam-se em técnicas potenciométricas (como voltametria, espectroscopia de impedância eletroquímica e transistores de efeito de campo com porta extendida), piezoelétricas (microbalança de cristal de quartzo) e ópticas (através da mudança de reflectância dos polimeros após a detecção). Como inovação, este projeto traz a multiplexação para detecção de diversos biomarcadores em uma única plataforma. Assim, espera-se que seja, ao final, dado mais um largo passo no desenvolvimento de biossensores microeletrônicos visando a aplicação médica em larga escala, baixo custo e reduzindo os limites de detecção.

SPRINT 2018. A dengue é uma doença tropical incurável transmitida por mosquito, iniciada pelo vírus da dengue. Este vírus é transmitido por mosquitos principalmente em áreas tropicais e subtropicais do mundo. Os sintomas podem evoluir de febre e dores musculares / articulares à febre hemorrágica da dengue, com risco de vida, caracterizada pelo aumento da permeabilidade vascular, hemorragia e choque. De acordo com a Organização Mundial da Saúde, o número de pessoas que sofreram dengue e / ou dengue hemorrágica globalmente no ano de 2000 a 2007 foi ~ 968564. No Brasil, apenas para o ano de 2017, o número de casos de dengue foi de 252054. Atualmente não há medicamentos eficazes para tratar e nem qualquer ferramenta eficiente para entender e diagnosticar adequadamente a Febre da Dengue Hemorragia em tempo hábil. Apenas progressos limitados foram feitos no diagnóstico da dengue (ELISA) através da detecção de anticorpos. Neste projeto iremos investigar as interações célula-vírus, em diferentes concentrações de NS1, usando neurônios dopaminérgicos mesentéricos derivados de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSC) (mDANs). As células dendríticas são o alvo relevante mais realista e humano do vírus da dengue. Os papéis patogênicos do vírus da dengue NS1 serão testados tanto química quanto eletricamente. Em particular, os sistemas compreendem 2 eltrodos: (1) um eletrodo de Au de baixa impedâcia e (2) um eletrodo baseado em Aptameros. Os registros elétricos de células mDAN ocorrerão enquanto se monitora simultaneamente as concentrações de NS1 através dos biossensores baseados em Aptameros. Assim, estudar o efeito do vírus da dengue NS1 em mDANs contribuirá para a nossa compreensão da imuno-patogênese da dengue para o desenvolvimento de terapias e vacinas anti-dengue.

Temático FAPESP. A ligação química covalente de moléculas sobre eletrodos condutores e o controle das propriedades da junção em nanoescala é o estado da arte para eletrônica molecular e eletroquímica molecular. Na presente proposta, sugerimos medir processos eletrônicos dependentes do tempo como acessados por métodos de impedância para estudos fundamentais e aplicações de diferentes tipos de junções de nanoescala em um ambiente eletroquímico. Os métodos de impedância devem ser suportados por outras técnicas complementares, como sonda de kelvin, microscopia eletroquímica de varredura, espectroscopia de infravermelho de transformação de Fourier e simulações computacionais. A essência da problemática é que recentemente foi demonstrado que o fenômeno capacitivo e resistivo envolvido com a dinâmica dos elétrons em uniões em escala molecular embutidos em um ambiente eletrólito são regidos por princípios mesoscópicos. Embora isso seja demonstrado, a física mesoscópica da nanoeletrônica e a eletroquímica são marginalmente exploradas até agora. Em particular, foi demonstrado (pelo nosso grupo de pesquisa) que a eletroquímica de um conjunto molecular bidimensional feito de contatos de pontos moleculares individuais é um caso particular de um circuito de capacitação de resistência quântica. A troca de corrente elétrica intrínseca (ressonância) entre os locais acessíveis eletroquímicos e o eletrodo é iluminada considerando conjuntos quânticos capacitivos quânticos (uma coleção de contatos de pontos quânticos individuais paralelos) de tal forma que a taxa de transferência de elétrons, que regula a taxa de eletroquímica reações, é dada por k = G / C, em que C é a capacitância eletroquímica e G é a condutância que acompanha a fórmula de Landauer. Surpreendentemente, esta equação simples reconcilia eletrônica molecular e eletroquímica e sua utilidade é demonstrada no acesso à energia para o carregamento de interruptores redox moleculares (na energia Fermi da interface) e, portanto, usam esses switches como transdutores de energia em diagnósticos moleculares. Além disso, os conceitos também foram aplicados na obtenção da condutância de nanofios de DNA (em diferentes vertentes duplas quimicamente projetadas) e, finalmente, em explicar o fenômeno de supercapacitação de camadas moleculares de grafeno reduzidas. Mesmo assim, o uso de interruptores moleculares especificamente projetados e camadas semicondutoras (orgânicas ou inorgânicas) sob diferentes condições estimulativas elétricas ou ópticas ainda não estão totalmente explorado tanto em características fundamentais como experimentais, de modo que este constitui o objetivo principal da presente proposta aliada à continuação da pesquisa de interruptores projetados para diagnóstico molecular. Para isso, estamos reunindo diferentes expertises.

Processo SPRINT FAPESP 2015/50082-9. This proposal builds on recent developments by the applicants and their collaborators, namely by integrating a range of developed electrochemical, acoustic, semiconductor-based, and plasmonic biosensors suitable for in vitro cancer diagnostics. Selection of the best detection method depends largely on the type of application, recognition probe, balance between sensitivity and selectivity achievable, and sample matrix. The applicants will develop multiplexed arrays of sensors and on-chip combination of techniques for enhanced sensitivity and selectivity. Innovative, robust, ultra-sensitive devices specific for cancer (primarily breast and prostate cancer) will therefore be developed. More importantly the devices will detect simultaneously a panel of cancer biomarkers in order to improve diagnosis and prognosis of the disease.

Projeto FAPESP 2014/09562-4. O desenvolvimento de novos biossensores é importante para a área médica. A miniaturização destes dispositivos levará a realização de exames menos invasivos, redução da quantidade de amostra a ser analisada, eventualmente respostas mais rápidas e de fácil processamento microeletrônico. Adicionalmente, estudos de novos materiais poderão levar ao desenvolvimento de dispositivos com sensibilidade e seletividade maiores. Este trabalho propõem o estudo e comparação de biossensores microeletrônicos com camada seletiva para pH e/ou bioestruturas específicas utilizando-se de filmes de óxidos e filmes de DNA. Pode-se citar glicose, úreia e sequências específicas de DNA. Haverá a otimização dos materiais seletivos propostos utilizando técnicas eletroquímicas como a voltametria cíclica e a espectroscopia de impedância eletroquímica. Para complementar a análise dos protótipos de biossensores desenvolvidos, casos factíveis serão submetidos a análises através dos transistores de efeito de campo com porta extendida e microbalança de cristal de quartzo com objetivo de comparar resultados elétricos com gravimétricos. Assim, espera-se que seja ao final viável a construção de biossensores microeletrônicos visando sua aplicação médica em larga escala e baixo custo.

Projeto FAPESP 2013/01739-0. Participação no 223rd Electrochemical Society Meeting, Toronto, Canada.

Temático FAPESP. O conceito de imitância eletroquímica foi recentemente desenvolvido pela Universidade Estadual Paulista (UNESP) e a Universidade de Oxford e resultou em patentes e trabalhos publicados. Ele permite a detecção ultrasensível e não marcada de importantes alvos clínicos e afinidade biológica. Com esta plataforma a superfícies transdutoras biofuncionalizadas (em uma plataforma multicanal ou não) pode ser geradas usando ligantes como alvos específicos e clinicamente importantes para detecção de proteínas associadas com doenças e desordens patológicas. O principal propósito deste projeto é continuar a desenvolver o conceito e explorar sua aplicabilidade em pacientes do Reino Unido e Brasil.

Núcleo de Apoio à Pesquisa em Física Médica. DF-FFCLRP-USP

Fluxgates são magnetômetros vetoriais com grande sensibilidade, perdendo
somente para SQUIDs, mas operam a temperatura ambiente. Originalmente estes
sensores foram desenvolvidos com tamanho e consumo energético incompatível com
muitas tecnologias, limitando o seu uso. Para solucionar este problema alguns
tipos de microfluxgates já foram propostos na literatura utilizando a tecnologia
de filmes finos. Baseado em trabalhos anteriores onde foram obtidos os melhores
parâmetros para a eletrodeposição de ligas de NiFe e NiFeCo este projeto propõe
a construção de sensores funcionais utilizando tecnologia planar de modo a testar o
material ferromagnético assim como os novos layouts propostos. Estes dispositivos
primeiramente serão feitos ainda em escala macro por facilidade mas são, ao
contrário dos macrofluxgates convencionais, diretamente escalonáveis. Depois de
um estudo sistemático das características de cada sensor macro, somente os que
apresentarem melhor performance serão miniaturizados.

Participação com apresentação de trabalho no 2009 Spring Meeting of the Materials Research Society, San Francisco-CA, USA, auxilio no valor total de R$10.274,33

Participação no MRS2007, San Francisco, CA, USA, valor total de R$9.767,25.

Projeto 1 - Pro-Reitoria de Pesquisa USP, numero 07.1.26704.1.1

Projeto Instituto do Milênio, coordenado pela Profa Yvonne Primerano Mascarenhas, com processo número 420198/2005-9 e duração prevista até 31/12/2008. Valor total do projeto R$1500000,00.

Processo 479316/2006-6 aprovado dentro da Linha Projeto Universal/2006.

Projeto I - Recursos Complementares a Grupos de Pesquisa - Pró-Reitoria de Pesquisa/ USP , processo 06.1.26060.1.6 Administração da FFCLRP, no valor de R$ 3.500,00 para compra de dois computadores.

Projeto I - Recursos Complementares a Grupos de Pesquisa - Pró-Reitoria de Pesquisa/ USP , processo 05.1.29845.1.3 Administração da FFCLRP, no valor de R$ 2.885,00 para compra de um no-break e um destilador de água.

Projeto financiado pelo CNPq no Edital Universal 19/2004. Valor de R$6000,00 para custeio e R$6000,00 para capital.

Projeto dentro da linha Multi-Usuários 2 da FAPESP, coordenado pelo Prof. Osvaldo Antônio Serra, com pesquisadores principais: Profa Adalgisa Rodrigues de Andrade e Prof. Marcelo Mulato. Valor total de R$236255,24 e US$275006,98, para aquisição de microscópio eletrônico de varredura digital, pressão variável, microanálise a acessórios, equipamento para preparação de amostras através da evaporação de camadas condutoras, e serviço de terceiros.