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Mestrado - Juliana Thaler

por dirppg-ct publicado 21/05/2020 09h11, última modificação 21/05/2020 09h11
Espectroscopia RAMAN amplificada por superfície com nanopartículas de Ni, Co e Bi para a detecção de biomoléculas e microrganismos
Quando
08/06/2020
de 14h00 até 17h00
(America/Sao_Paulo / UTC-300)
Onde
Via videoconferência
Pessoa de contato
Prof. Arandi Ginane Bezerra Jr.
Participantes
Orientador(a): Prof. Arandi Ginane Bezerra Jr. - UTFPR
Coorientador(a): Prof. Wido Herwig Schreiner - UTFPR
Banca examinadora:
Presidente: Prof. Arandi Ginane Bezerra Jr., Dr. - UTFPR
Profa. Libera Maria Dalla Costa, Dra. - Instituto de Pesquisa Pelé Pequeno Príncipe (IPPPP)
Profa. Anna Luiza Metidieri Cruz Malthez, Dra. - UTFPR
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Resumo: Nesta dissertação é demonstrada a atividade Plasmônica de nanopartículas de Ni, Co e Bi, com ênfase em Espectroscopia RAMAN amplificada por superfície, ou Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS), para a detecção de biomoléculas (aminoácidos e ureia) e microrganismos (fungos: C. albicans, C. glabrata, C. kefyr, C. tropicalis, C. guilliermondii e Fusarium sp., F. pedrosoi, F. pugnacius e F. monophora). As Nanopartículas foram sintetizadas por meio de ablação via laser em meio líquido e os coloides obtidos foram utilizados para a intensificação do sinal Raman, em experimentos nos quais adicionou-se gotas de nanopartículas aos analitos, deixando-se a mistura secar para a obtenção dos espectros SERS. Os coloides também serviram de base para a produção de substratos, por meio da técnica de “drop-casting”, com as nanopartículas sendo depositadas em lâminas de vidro, na presença de campos magnéticos, a fim de produzir filmes mais homogêneos e com potencial de servirem para experimentos SERS. Neste caso, os analitos também foram depositados sobre os substratos e seus respectivos espectros SERS medidos. Foram utilizadas diversas técnicas de caracterização: espectroscopia UV-Vis, espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e de varredura (MEV), espectroscopia de dispersão em energia (EDS), microscopia de força atômica (AFM) e perfilometria ótica. Para obtenção dos espectros vibracionais dos analitos, foi utilizado um espectrômetro Raman confocal, com laser de excitação em 532nm. Espectros SERS foram comparados com os obtidos usando nanopartículas de Au, demonstrando que Ni, Co e Bi constituem materiais promissores para aplicação em biosensores baseados em SERS. Em particular, os resultados obtidos também demonstram que estas nanopartículas têm potencial de ser utilizadas para a identificação e diferenciação de fungos (gênero e espécie).
Palavras-chave: Nanopartículas; SERS; Biosensores

Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) with Ni, Co and Bi nanoparticles for the detection of biomolecules and microorganisms
Abstract: In this dissertation we demonstrate plasmonic activity of Ni, Co and Bi nanoparticles, with emphasis on Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS), for the detection of biomolecules (amino acids and urea) and microorganisms such as fungi (C. albicans, C. glabrata, C. kefyr, C. tropicalis, C. guilliermondii and Fusarium sp., F. pedrosoi, F. pugnacius and F. monophora). Nanoparticles were synthesized via laser ablation in liquid medium and the obtained colloids were used to intensify Raman signals in experiments in which drops of nanoparticles were added to the analytes, allowing the mixture to dry to obtain the SERS spectra. The colloids were also used for the production of substrates, through the “drop-casting” technique, with nanoparticles being deposited on glass slides in the presence of magnetic fields, in order to produce homogeneous films with potential for application in SERS experiments. In the former case, the analytes were also deposited onto substrates for SERS spectra measurements. Several characterization techniques were used: UV-Vis spectroscopy, dynamic light scattering (DLS), transmission (TEM) and scanning electron microscopy (SEM), energy dispersion spectroscopy (EDS), atomic force microscopy (AFM) and optical profilometry. To obtain the vibrational spectra of the analytes, a confocal Raman spectrometer was used, with an excitation laser at 532nm. SERS spectra were compared to those obtained using Au nanoparticles, showing that Ni, Co and Bi are promising materials for the development of SERS-based biosensors. In particular, our results demonstrate that these nanoparticles have the potential to be used for the identification and differentiation of fungi (genus and species).
Keywords: Nanoparticles; SERS; Biosensors


Lista de publicações: 1- MACHADO, THIAGO N.; NADAS, RAFAEL B. ; THALER, JULIANA ; FEITOSA, LUCAS F. ; DE GOES, RAFAEL E. ; KAMIKAWACHI, RICARDO C. ; LENZ, JORGE A. ; SCHREINER, WIDO H. ; BEZERRA, ARANDI G. . Plasmonics and SERS activity: beyond gold and silver. In: 2019 SBFoton International Optics and Photonics Conference (SBFoton IOPC), 2019, Sao Paulo.
2- THALER, JULIANA ; MACHADO, THIAGO N. ; NADAS, RAFAEL ; LENZ, JORGE A. ; KAMIKAWACHI, RICARDO C. ; SCHREINER, WIDO H. ; BEZERRA, ARANDI G. ; WOISKI, THIAGO D. SERS activity of Co, Ni and Bi nanoparticles. In: 2018 SBFoton International Optics and Photonics Conference (SBFoton IOPC), 2018, Campinas.
3- J. Thaler ; T. N. Machado ; R. B. Nadas ; J. A. Lenz ; R. E. de Góes ; R. C. Kamikawachi ; W. H. Schreiner ; A. G. Bezerra-Jr . Highly sensitive and uniform SERS hotspots based on Co, Ni, and Bi nanoparticles. In: Encontro de Outono da SBF 2019, 2019, Aracaju. Anais EOSBF2019, 2019.
4- L. F. Feitosa ; L B Schneider ; T. N. Machado ; R. B. Nadas ; J. Thaler ; R. C. Barreto ; R. E. de Góes ; J. A. Lenz ; W. H. Schreiner ; A. G. Bezerra-Jr . Surface-enhanced Raman scattering (SERS) analysis of urea using several materials nanoparticles. In: Encontro de Outono da SBF 2019, 2019, Aracaju. Anais EOSBF2019, 2019.
5- V. A. Vicente ; G. Muniz ; S. Luders ; A. Bombassaro ; B. Jacomel ; J. Soares ; G. Zuzarte ; R. R. Gomes ; E. Silveira ; J. Thaler ; R. O. dos Santos ; T. N. Machado ; R. E. de Góes ; A. G. Bezerra-Jr . Fungi identification by Surface Enhanced Raman Spectroscopy. In: Encontro de Outono da SBF 2019, 2019, Aracaju. Anais EOSBF2019, 2019.
6- L. Foti ; J. Kasuko ; T. D. Woiski ; L. M. Dalla Costa ; W. H. Schreiner ; C. G. P. S. Marangoni ; T. N. Machado ; R. B. Nadas ; J. Thaler ; J. A. Lenz ; R. E. de Góes ; R. C. Kamikawachi ; A. G. Bezerra-Jr . Antibiotics detection using surface-enhanced Raman scattering. In: Encontro de Outono da SBF 2019, 2019, Aracaju. Anais EOSBF2019, 2019.
7- Thiago N. Machado; Rafael Nadas; Juliana Thaler ; Rafael E. de Goes ; Ricardo C. Kamikawachi ; Jorge A. Lenz ; Leonardo Foti ; Wido H. Schreiner ; Arandi G. Bezerra Jr . Plasmonics and SERS activity of metal nanoparticles: Beyond gold and silver. In: European Conference on Spectroscopy of Biological Molecules 2019, 2019, Dublin. Book of Abstracts, 2019.
8- Juliana Thaler ; Thiago Neves Machado ; Arandi Ginane Bezerra Jr ; Rafael Eleodoro de Goes ; Raquel de Oliveira dos Santos ; Giovanna Zuzarte ; Sofia Luders ; Jade Soares ; Bruna Jacomel ; Renata Gomes ; Amanda Bombassaro ; Vânia Aparecida Vicente ; Graciela Ines Bolzon Muñiz ; Edilson Sergio Silveira ; Edvaldo Trindade . Fungi identification by SERS using non-conventional metal nanoparticles. In: XVIII Brazilian MRS meeting, 2019, Balneário Camboriú. Anais SBPMat 2019, 2019.

 

Obs: Esta defesa será realizada exclusivamente através de videoconferência, caso tenha interesse em acompanhar, entre em contato com o orientador com pelo menos 24 horas de antecedência da data de realização.