NANO4BIO
Nanopartículas plasmónicas para deteção biológica
Desafio
O vinho representa um dos setores de negócio com mais peso na economia portuguesa, quer ao nível interno quer ao nível das exportações. O desenvolvimento de um sistema de deteção de micotoxinas, simples, rápido e economicamente viável, é de vital importância para este setor. Para além de permitir a deteção de baixas concentrações de Ocratoxina-A, o desenvolvimento de novos tipos de sensores permitem assegurar a qualidade do vinho e prevenir patologias associadas à sua ingestão.
O projeto NANO4BIO ambiciona o desenvolvimento de um sistema ótico de bio-deteção, baseado no fenómeno de ressonância de plasmões de superfície localizados, que pode ser portátil, fácil de utilizar, e capaz de detetar baixas concentrações de biomoléculas, nomeadamente micotoxinas como a Ocratoxina-A (OTA), habitualmente presente no vinho.
Solução / Objetivo Principal
Objetivo Principal:
Reforçar a investigação, o desenvolvimento tecnológico e a inovação.
O fenómeno físico a ser explorado consiste no uso do efeito de Ressonância de Plasmões de Superfície localizados (LSPR), observado em nanopartículas (NPs) de metais nobres. O efeito LSPR amplifica campos eletromagnéticos próximos da frequência de ressonância, decaindo rapidamente com a distância à interface NP/dielétrico.
A interação entre um filme nanocompósito e as espécies (bio)moleculares provoca desvios detetáveis na frequência da banda LSPR, uma vez que as nanopartículas são muito sensíveis a mudanças no índice de refração do meio dielétrico envolvente. Espera-se, assim, que os biossensores TLSPR sejam capazes de detetar quantidades muito pequenas de biomoléculas, como micotoxinas específicas, entre as quais se destaca a OTA, presente em alguns derivados alimentares como o vinho.
Objetivos, Atividades e Resultados esperados / atingidos
Objetivos Esperados:
Este projeto tem como principal foco de investigação a dopagem/crescimento de NPs de ouro, em matrizes dielétricas selecionadas (óxidos/nitretos de metais de transição) e a sua funcionalização como biossensores. As NPs de Au têm propriedades únicas, uma vez que possuem bandas de absorção LSPR na zona visível do espetro eletromagnético, facilmente monitorizadas com um espetrofotómetro em modo de transmitância (TLSPR). Durante este processo, torna-se fundamental monitorizar o processo de formação das NPs, otimizar as bandas TLSPR e modelizar as propriedades óticas.
Para a preparação dos sensores baseados em LSPR, na superfície dos filmes nanoplasmónicos serão imobilizados elementos específicos de reconhecimento biomolecular, para deteção da molécula alvo. No final, caraterísticas como: especificidade, sensibilidade e limite de deteção serão avaliadas no sistema de espectroscopia LSPR de alta resolução desenvolvido, e comparadas com as de métodos convencionais.
Pela importância histórica e económica do vinho em Portugal, o projeto dará particular ênfase à otimização desta metodologia em amostras de vinho. No entanto, é expectável a aplicação desta tecnologia em outras áreas, nomeadamente: em segurança alimentar, diagnóstico médico ou qualidade ambiental.
Referência do projeto
POCI-01-0145-FEDER-032299Financiamento
Região de Intervenção
Norte (50,48%), Centro (25,35%), Lisboa (24,17%)Investimento Total
177.533,05Investimento do IPN
59.974,85Elegível Total
177.533,05Elegível do IPN
59.974,85Apoio Financeiro da UE - Total
FEDER - 171.923,09Apoio Financeiro da UE – IPN
FEDER - 50.978,62Apoio Financeiro Público Nacional – Total
OE - 58.189,96Apoio Financeiro Público Nacional – IPN
OE - 8.996,23Duração
48 MesesData de Início
2018-07-01Data de Fim
2022-06-30Data de Aprovação
2018-05-09Consórcio
Universidade do MinhoInstituto Pedro Nunes
Associação do Instituto Superior Técnico para a Investigação e o Desenvolvimento
Palavras-chave
Filmes finos nanoplasmónicos;Caracterização de nanopartículas;
Propriedades ópticas;
Biosensores de Ressonância de Plasmões de Superfície Localizados.
