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Rumo à convergência de tecnologias: de sensores e biossensores à visualização de informação e aprendizado de máquina para análise de dados em diagnóstico clínico

Processo: 18/22214-6
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de março de 2020 - 28 de fevereiro de 2025
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Beneficiário:Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Carlos José Leopoldo Constantino ; Daniel Souza Corrêa ; Debora Goncalves ; Frank Nelson Crespilho ; Luiz Henrique Capparelli Mattoso ; Maria Cristina Ferreira de Oliveira ; Odemir Martinez Bruno
Pesquisadores associados:Cibely da Silva Martin Sonvesso ; Daniel Souza Corrêa ; Debora Terezia Balogh ; Frank Nelson Crespilho ; Giovana Rampazzo Teixeira ; Karina Alves de Toledo ; Lucas Correia Ribas ; Luciano Caseli ; Matias Eliseo Melendez ; Pedro Henrique Benites Aoki ; Priscila Alessio Constantino ; Vinicius de Lima Vazquez ; Wallance Moreira Pazin
Auxílios(s) vinculado(s):23/01567-6 - Microagulhas compósitas condutoras fabricadas por impressão 3D e aplicações em biossensores vestíveis, AP.R
23/03343-8 - Eletrofiação e nanofibras: fundamentos e aplicações, PUB.LVR.BR
23/00850-6 - Desenvolvimento de biossensores nanoestruturados para diagnóstico de biomarcadores de desordens mentais, AP.R
 + mais auxílios vinculados 22/14229-9 - Projeto e Desenvolvimento de Metassuperfícies Flexíveis para Aplicações em Biossensoriamento e Telecomunicações, AV.BR
21/11017-8 - Nanotecnologia aplicada a polímeros, PUB.LVR.BR
20/12404-2 - EMU concedido no processo 2018/22214-6, STM-in situ com Eletroquímica, AP.EMU - menos auxílios vinculados
Bolsa(s) vinculada(s):24/01744-8 - Aprendizado de representações multivisão para análise de imagens com aplicações em biossensores, BP.MS
24/07777-5 - Implicações da carga superficial das nanopartículas lipídicas carreadoras de curcumina em vesículas unilamelares gigantes utilizadas como modelos de membrana, BP.IC
24/09875-4 - Interações moleculares dos flavonoides Jaceosidin e Kaempferol 7 O-neohesperidoside em sistemas modelos de membrana celular, extraídas de células HEp-2, BP.IC
 + mais bolsas vinculadas 24/14742-3 - Desenvolvimento de nanofibras eletrofiadas híbridas para aplicações em sensores visando detecção de contaminantes em amostras reais, BP.PD
24/07241-8 - Análise de texturas em imagens de sensores para diagnóstico de doenças: um estudo sobre transformadas baseadas em redes complexas, BP.IC
23/08858-6 - Desenvolvimento de (bio)sensores miniaturizados e descartáveis para o monitoramento de doenças zoonóticas, BP.PD
24/02727-0 - Autômato de rede diferenciável para otimização com gradiente descendente, BP.MS
24/03514-0 - Avaliação dos mecanismos pelos quais Jaceosidin e Kaempferol 7 O-neohesperidoside inibem a replicação do Vírus Sincicial Respiratório Humano (hRSV), BP.IC
23/18367-0 - Detecção de microplásticos na presença de corantes sintéticos utilizando substratos SERS à base de celulose e nanopartículas de prata, BP.DR
24/01272-9 - Avaliação da modulação das atividades microbicida e tumoricida dos neutrófilos após contato com nanopartículas de ouro recobertas com sílica (AuSHINs), BP.IC
24/00432-2 - Propriedades fotofísicas do composto alizarina e seu potencial uso como fotossensibilizador na terapia fotodinâmica, BP.IC
23/16725-6 - Desenvolvimento de substratos SERS sustentáveis para remoção e detecção de corantes alimentícios sintéticos em meio aquoso, BP.DD
23/17020-6 - Bioeletroquímica e Técnicas In-Situ em Bioeletrodos Estáveis: Um Enfoque na Catálise de Moléculas Pequenas por Enzimas, BP.MS
23/12966-9 - Interação de uridinas alquiladas com modelos de membranas biológicas, BP.DR
23/09856-7 - Sensores colorimétricos para detecção de aflatoxinas, BP.PD
23/17301-5 - Interações Moleculares do flavonoide Baicaleína em Modelos de Membrana Celular Derivados de Células Cancerosas A375e HEp-2, BP.IC
24/00313-3 - Avaliação da interação entre nanodiamantes funcionalizados e modelos miméticos de membrana celular de bactérias gram-positivas e gram-negativas, BP.IC
23/10098-0 - Explorando o grafeno induzido por laser e o efeito SERS no desenvolvimento de sensores sustentáveis, BP.PD
23/14758-4 - Avaliação do potencial anti-hRSV dos flavonoides carpachromene e chalcona C7, BP.IC
23/06432-1 - Embalagens ativas e inteligentes para alimentos: novas abordagens de desenvolvimento baseadas no reaproveitamento de subprodutos da indústria de alimentos., BP.PD
23/12690-3 - Adsorção de disruptores endócrino Bisfenol-A e 17-alfa-etinilestradiol em microplásticos e implicações na citotoxicidade, BP.IC
23/13811-9 - Estudo da interação entre o envelope do SARS-CoV-2 e a membrana da célula hospedeira usando modelos miméticos, BP.PD
23/10087-8 - Estudo multianalítico de rochas de plástico e microplástico nas ilhas oceânicas brasileiras: avanços com a integração de micro-Raman e análise de dados, BP.PD
23/12454-8 - Efeitos do pesticida glifosato sobre sistemas miméticos da membrana plasmática, BP.IC
23/08862-3 - Sensores com nanocompósitos de polissulfetos para detectar mercúrio, BP.PD
23/14217-3 - Efeitos do Agroquímico Etefon sobre Sistemas Miméticos da Membrana Plasmática, BP.IC
23/12756-4 - Síntese e aplicação de nanopartículas funcionalizadas como plataformas sensoriais e sondas de imagem, BP.TT
23/04196-9 - Desenvolvimento de substratos SERS e GERS para otimizar a detecção in situ de mistura de pesticidas, BP.DR
23/10442-2 - Aprendizado profundo para reconhecimento de padrões em dados multissensores e multidimensionais, BP.PD
23/07185-8 - Interação do ácido mirsinóico com modelos de membrana usando monocamadas de Langmuir, BP.IC
23/08058-0 - Aplicação de Processos Oxidativos Avançados na Síntese de tintas de PEDOT:PSS Altamente Condutoras, BP.IC
23/03986-6 - Interações moleculares dos flavonoides sophoricoside e pinobanksin em sistemas modelos de membrana celular, extraídas de células A375 e HEp-2., BP.IC
22/05316-5 - Desenvolvimento de biomateriais poliméricos funcionais visando à regeneração e cicatrização tecidual, BP.DR
23/02743-2 - Efeitos dos flavonóides Jaceosidin e Kaempferol 7 O-neohesperidoside na inibição do Vírus Sincicial Respiratório Humano (hRSV)., BP.IC
23/04976-4 - Imobilização de óxido de grafeno e lacase em filmes de Langmuir-Blodgett de lipídios: possível aplicação para biossensores para compostos fenólicos, BP.IC
23/01305-1 - Encapsulação do composto majoritário da própolis verde, Artepillin C, em nanopartículas lipídicas sólidas, BP.IC
23/05379-0 - Uso de carreadores lipídicos nanoestruturados como estratégia para aumento da biodisponibilidade da Artepillin C, BP.IC
23/00291-7 - Efeitos do corante alimentício Allura Red AC em sistemas miméticos da estrutura lipídica da membrana de células do trato gastrointestinal, BP.IC
22/15840-3 - Análise de texturas baseada em redes neurais randomizadas com aplicações em diagnóstico de doenças, BP.IC
22/15310-4 - Avaliação do efeito citotóxico cumulativo de agrotóxicos aplicados em lavouras de cana-de-açúcar em células derivadas de carcinoma pulmonar humano (A549), BP.IC
22/08651-0 - Avaliação da experiência de usuário na interação com sistemas de analítica visual, BP.PD
22/02768-2 - Inversores Complementares Impressos a Base de Transistores Eletroquímicos Orgânicos, BP.DR
22/03668-1 - Análise do Comportamento Dinâmico de Sistemas Complexos e Redes Neurais Artificiais em Visão Computacional e Inteligência Artificial, BP.DR
22/02703-8 - Nanomateriais 1d e 2d funcionalizados aplicados em sensores químicos visando à detecção de poluentes emergentes., BP.PD
22/03758-0 - Dispositivo eletroquímico duplo e integrado para detecção multiplexada de biomarcadores, BP.PD
22/09686-1 - Nanomateriais híbridos aplicados em plataformas sensoriais portáteis., BP.PD
20/15095-0 - Biossensores contendo filmes poliméricos com incorporação controlada de nanopartículas metálicas para aplicações em saúde, BP.PD
22/06218-7 - Extração de Informações Biológicas de redes a partir de medidas topológicas, BP.MS
22/04241-1 - Filmes de Langmuir-Blodgett da enzima lacase para detecção de derivados fenólicos, BP.DR
21/15084-1 - Interação de acetogeninas naturais com atividade biológica em modelos de membrana na interface ar-água, BP.DD
21/13260-7 - Nanofibras inteligentes funcionalizadas com pigmentos naturais: uma nova abordagem para o monitoramento da qualidade de alimentos, BP.PD
21/14992-1 - Obtenção de membranas nanocompósitas de PCL/PMMA/zeólita para aplicação como sensor químico para detecção de resíduos de polifenóis da indústria cafeeira, BP.PD
22/04020-5 - Otimização da detecção do fungicida carbendazim via espalhamento SERS: desempenho de equipamentos de bancada x portátil & substratos líquido x sólido, BP.MS
22/01935-2 - Padrões e pseudo-aleatoriedade em mapas iterativos em regime caótico, BP.MS
20/16166-9 - Desenvolvimento da biotecnologia aplicada ao carcinoma prostático com a utilização de nanopartículas carreadoras do quimioterápico docetaxel associado a treinamento físico aeróbio, BP.DR
21/14500-1 - Em direção a convergência das terapias fotodinâmica (TFD) e fototérmica (TFT) em cultivo in vitro de células derivadas de melanoma, BP.DR
21/14020-0 - Fotossensibilização de sistemas modelos de carcinoma colorretal mediada pelo xantênico Rosa de Bengala, BP.MS
21/11058-6 - Modelo de aprendizado ativo com redes neurais para aplicações de rotulagem custosa, BP.IC
22/00935-9 - Mecanismos moleculares de interação do flavonoide quercetina em sistemas modelos de membrana celular extraídas de células cancerosas A549 e HEp-2, BP.IC
21/07289-2 - Aprendizado de representações usando redes neurais artificiais e redes complexas com aplicações em sensores e biossensores, BP.PD
21/11344-9 - Avaliação da citotoxicidade de agrotóxicos empregados em lavouras de cana-de-açúcar no cultivo in vitro de células derivadas de hepatocarcinoma humano (HepG2), BP.IC
20/15185-0 - Nanopartículas lipídicas para encapsulação e carreamento de produtos naturais: métodos de preparo, comparação e otimização, BP.PD
20/11803-0 - Biossensores para dupla detecção de SARS-CoV-2 combinando SERS e impedância eletroquímica, BP.PD
21/05460-6 - Detecção de contaminantes emergentes em meio aquoso via espalhamento Raman amplificado em superfície (SERS), BP.MS
21/12050-9 - Foto-oxidação de filmes de Langmuir como sistemas miméticos de membrana pulmonar humana mediada pela ftalocianina de alumínio-cloro, BP.IC
21/10911-7 - Bioconjugados nanoestruturados aplicados em imunoensaios de Dengue e COVID-19, BP.IC
21/01161-4 - Detecção de pesticidas organofosforados usando, simultaneamente, transistores de efeito de campo com eletrólito no gate (EGFETs) e SERS, BP.PD
20/15571-7 - Encapsulamento de complexos de rutênio com atividade antitumoral em derivados de calixareno: estudo de carreamento de fármacos e modelos de membrana celular, BP.PD
21/05665-7 - Desenvolvimento de superfícies de Van der Waals para aplicação em biodispositivos, BP.PD
21/02746-6 - Espalhamento Raman Amplificado em Superfície (SERS): detecção de agrotóxicos e mecanismos de adsorção, BP.IC
20/15098-0 - Bioeletrossíntese de compostos com valor agregado a partir do nitrogênio e dióxido de carbono atmosféricos, BP.DR
20/15854-9 - Modulando reações fotoquímicas em monocamadas lipídicas de Escherichia coli com mecanismos de inserção dos fotossensibilizadores eosina decil éster e azul de toluidina-O, BP.MS
20/10048-4 - Desenvolvimento de sensores vestíveis baseados em nanomateriais visando à detecção de doenças fúngicas em plantas, BP.DR
20/04796-8 - Estudos in situ e operando de metaloenzimas para conversão de energia e bioeletrossíntese de combustíveis, BP.PD
20/16269-2 - Desenvolvimento de sensores baseados em substrato flexível para detecção de pesticidas via SERS, BP.PD
19/22799-7 - Explorando o potencial de nanopartículas de biopolímeros com extratos de frutas para controle de patógenos alimentares, BP.PD
20/12129-1 - Imunoensaio para diagnóstico da COVID-19 usando espectroscopia de espalhamento Raman amplificado em superfície (SERS), BP.PD
19/26622-4 - Desenvolvimento de curativos nanoestruturados contendo agentes antimicrobianos visando aplicações de engenharia de tecido em bovinos, BP.PD
20/14946-7 - Desenvolvimento de nanofibras híbridas eletrofiadas para aplicações em sensores visando detecção de contaminantes em amostras reais, BP.PD
20/10724-0 - Dinâmica de biomoléculas em superfícies sólidas utilizando espectromicroscopia, BP.IC
20/06577-1 - Desenvolvimento de sistemas híbridos contendo microfibras de celulose e nanopartículas de ouro visando a remoção e a detecção (via sers) de contaminantes emergentes em meio aquoso, BP.PD
20/10752-3 - Espalhamento Raman Amplificado em Superfície (SERS) aplicado à detecção de pesticida, BP.IC
20/10946-2 - Vesículas unilamelares gigantes como modelos de membrana para análise de interação com pesticidas, BP.IC
19/26375-7 - Estudo das propriedades termoeléctricas do polímero NDI-2Tz e sua aplicação em um microgerador termoelétrico, BP.PD
20/02938-0 - Padrões coloridos baseados em cristais fotônicos bioinspirados para aplicações mecanocromáticas, BP.PD
19/13514-9 - Sensores eletroquímicos com matriz contendo pontos quânticos ou nanofitas de grafeno para detecção de biomarcadores, BP.PD
17/21791-7 - Desenvolvimento de biossensores eletroquímicos e colorimétricos para a detecção de micotoxinas, BP.PD
18/18953-8 - Filmes nanoestruturados aplicados em biossensores microfluídicos para detecção de mastite bacteriana, BP.PD
18/14692-5 - Terapia fototérmica mediada por nanopartículas de ouro: de sistemas modelos de biomembranas ao cultivo in vitro de células tumorais, BP.PD
17/15019-0 - Combinação das técnicas de microscopia de fluorescência confocal e espalhamento micro-Raman amplificado em superfície (SERS): interação, detecção e quantificação de moléculas de interesse em sistemas biomiméticos., BP.PD
18/07860-9 - Desenvolvimento de filamentos nanocompósitos poliméricos com propriedades anti-inflamatórias para impressão 3D como substituintes ósseos, BP.PD
17/20973-4 - Nanofibras eletrofiadas coaxiais à base de quitosana para a liberação controlada de antibióticos e aplicações no tratamento de lesões periodontais, BP.PD
17/18725-2 - Nanofibras híbridas com estruturas núcleo-casca e Janus obtidas por fiação por sopro em solução, BP.PD
16/23793-4 - Desenvolvimento de sensores nanoestruturados visando a detecção de compostos voláteis indicadores da qualidade de alimentos, BP.PD
16/01919-6 - Design e fabricação de dispositivos flexíveis nanoestruturados para detecção de biomarcadores, BP.PD
14/23546-1 - Sensores sensíveis e seletivos fabricados com nanofios de óxido de Ni e Zn, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Diagnóstico de câncer  Diagnóstico precoce  Visualização de informação  Microfluídica  Técnicas biossensoriais  Nanofilmes  Filmes finos  Aprendizado computacional 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Cancer Diagnosis | Information Visualization | microfluidics | nanostructured films | Sensors and Biosensors | biossensores e filmes finos para diagnóstico

Resumo

Grandes desafios, como a fabricação de dispositivos sensores para diagnóstico precoce de câncer e detecção de contaminação de alimentos / água, só podem ser abordados com esforços conjuntos em pesquisas multidisciplinares. Problemas selecionados dentro dos desafios acima serão abordados neste projeto por uma equipe multiinstitucional de físicos, químicos, engenheiros, médicos e cientistas da computação, com dois tópicos unificadores: fabricação e caracterização de filmes nanoestruturados, particularmente aqueles de interesse biológico, e dados avançados. métodos de análise. Mais especificamente, vários tipos de filmes nanoestruturados serão empregados em sensoriamento e biosensing. Um dos principais objetivos em tais estudos é alcançar a compreensão em nível molecular dos mecanismos responsáveis pelas características sensoriais, incluindo efeitos de interface para projetar baterias orgânicas para fornecer energia em biossensores implantáveis. Este tipo de pesquisa básica é essencial para o design de novos materiais e ferramentas para diagnóstico e terapia. As aplicações pretendidas para os dispositivos também são diversas, concentrando-se principalmente no diagnóstico precoce do câncer, na detecção de contaminação de alimentos e água e no monitoramento do meio ambiente. Especial ênfase será colocada na fabricação de dispositivos de baixo custo, não apenas com novos materiais, mas também explorando metodologias como a microfluídica, em uma tentativa de produzir tecnologia que deve ser passível de transferência, por ex. para testes em um hospital de câncer. As enormes quantidades de dados gerados com sensores, biosensores e imagens serão processados com métodos estatísticos e computacionais, incluindo visualização de informação e aprendizado de máquina. Isso representará um passo em direção ao diagnóstico assistido por computador, através do qual dados de naturezas distintas são analisados dentro de uma estrutura comum. (AU)

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Publicações científicas (215)
(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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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; et al. Detection of a SARS-CoV-2 sequence with genosensors using data analysis based on information visualization and machine learning techniques. MATERIALS CHEMISTRY FRONTIERS, . (18/22214-6, 18/19750-3, 18/18953-8, 16/01919-6, 19/13514-9, 14/50867-3, 20/02938-0, 19/00101-8, 19/07811-0, 16/23763-8)
CLARO, PEDRO I. C.; CUNHA, INES; PASCHOALIN, RAFAELLA T.; GASPAR, DIANA; MIRANDA, KELVI; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.; MARTINS, RODRIGO; PEREIRA, LUIS; MARCONCINI, JOSE M.; FORTUNATO, ELVIRA; et al. Ionic Conductive Cellulose Mats by Solution Blow Spinning as Substrate and a Dielectric Interstrate Layer for Flexible Electronics. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 13, n. 22, p. 26237-26246, . (17/18725-2, 18/22214-6)
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