NANOTECNOLOGIA MICROBIANA

1. NANOTECNOLOGIA MICROBIANA Cristian Klunk, Karla Ortiz, Luana Costa, Vera Helena Dias Florianópolis, 27 de junho de 2013

2. O quê será abordado em nosso trabalho? • Histórico; • Conceito de nanotecnologia; • Aplicações da nanotecnologia; • Investimentos de diferentes países; • Estimativas do setor da nanotecnologia.

3. Histórico • Entres as décadas de 1970 e 1980, vários grupos de cientistas realizavam pesquisas envolvendo a miniaturização pelo mundo, principalmente na área da eletrônica. • Em 1974, Norio Taniguchi cunhou o termo “nanotecnologia”. http://tremblinguterus.blogspot.com.br/

4. Histórico • Vários fatores foram fundamentais para o desenvolvimento e evolução da nanotecnologia, entre eles: • Os trabalhos realizados por Richard Feynman, que para muitos é considerado o pai da nanotecnologia, e apresentados em 1959; • A criação do microscópio eletrônico de , em 1981, que permitia o imageamento de átomos individuais. http://tremblinguterus.blogspot.com.br/

5. Histórico • A partir dos anos 2000, com a criação de nanomateriais, como nanotubos (moléculas de C estruturadas em gaiolas), a nanotecnologia passou a crescer consideravelmente, não só em países desenvolvidos, mas muitos países em desenvolvimento, incluindo o Brasil, passaram a investir nesse campo.

6. Nanotubos de Carbono http://neurocienciaespn.blogspot.com.br

7. O que é nanotecnologia • Devido à redução de tamanho, as nanopartículas apresentam uma grande área superficial, e exibem muitas vezes propriedades mecânicas, químicas, ópticas ou magnéticas diferentes daquelas da matéria macroscópica.

8. O que é nanotecnologia • Segundo Coppo (2000), nanotecnologia é um campo da ciência aplicada ao controle e manipulação da matéria, em escala inferior a um micrômetro (1 a 100 nanômetros). • Segundo Brandão (2011), todas as definições de nanotecnologia estão associadas à redução de escala, de pelo menos uma das dimensões da matéria, proporcionando uma transformação em suas características.

9. Biossensores • Os nanobiossensores são dispositivos desenvolvidos em nano-escala que convertem eventos biológicos (distúrbios metabólicos, ou infecções virais e bacterianas) em sinais processáveis.

10. Biossensores Funcionamento: • O princípio de funcionamento de um biossensor está baseado num sistema de dois componentes: • O biorreceptor, permite que ocorra a reação bioquímica ou a ligação específica com o alvo (amostra); • O transdutor, que recebe o sinal produzido entre o biorreceptor e a amostra, e o transforma num sinal detectável por um aparelho específico; • Esse sinal pode ser elétrico, magnético, térmico, óptico ou ainda acústico.

11. Biossensores Biossensores na detecção de microrganismos patogênicos: • São muito utilizados em laboratórios de microbiologia, principalmente para análises de qualidade de alimentos, porque reduzem a necessidade de manipulação da amostra, e consequentemente as possibilidades de contaminação humana; • Porém, apresentam a desvantagem de necessitar de um enriquecimento da amostra, pois com baixos níveis de microrganismos o biossensor não é eficaz.

12. Biossensores Biossensores na detecção de microrganismos patogênicos: • No caso da detecção em alimentos, os biorreceptores geralmente são imunológicos, ou seja, anticorpos; • Porém, marcadores de fluorescência também são utilizados, para detectar reações bioquímicas e metabólitos; • Esses biorreceptores são então combinados com transdutores eletroquímicos, de bioluminescência, elétricos, entre outros.

13. Nanotecnologia contra bactérias • Escherichia coli • Staphylococcusaureus • Staphylococcusepidermis • Micrococcuslysodeikticus • Nanopartículas de prata em medicamentos

14. Nanotecnologia contra bactérias • Nanopartículas interagem com células sadias • Toxidade

15. Nanotecnologia contra vírus • Nanopartículas de prata com tamanho entre 5 e 15 nm (nanômetros); • replicação do vírus HIV.

16. Nanomaterial para combater bactérias • Vanadato de prata para impedir a proliferação das bactérias; • Uma ideia é incorporar o metal – na escala nanométrica – a tecidos, tintas e outros materiais suscetíveis a contaminações.

17. Nanomaterial para combater bactérias • O nanomaterial tem eficácia contra a bactéria Staphylococcus aureus; • Esse microrganismo é resistente a antibióticos e responsável por cerca de 60% das infecções hospitalares no Brasil.

18. Indústria farmacêutica, biotecnológica e biomédica Sistemas de difusão de medicamentos que atinjam pontos específicos no corpo humano; • Encapsulamento: fármaco nanossistemas apropriados. • Protegê-lo contra a degradação prematura, promover a solubilização, pode ajudar a direcioná-lo para o tecido ou célula-alvo. • Utilizados: doenças infecciosas, tais como tuberculose, parasitoses(esquitossomose e malária) e para o tratamento do câncer e controle de diabetes.

19. Indústria farmacêutica, biotecnológica e biomédica Criação de órgãos artificiais e implantes com maior afinidade pelo tecido original • Superfícies : ranhuras nanométricas com moléculas de adesão (microscópio de força atômica) • Adesão de células e orientar seu crescimento nas formas desejadas. Kits de autodiagnóstico que possam ser utilizados em casa • Dispositivos implantáveis no organismo  monitorar continuamente os níveis sanguíneos de certos indicadores biológicos  ajustar automaticamente a liberação de drogas em quantidades apropriadas. Ex: diabetes

20. Indústria farmacêutica, biotecnológica e biomédica Conhecimento da predisposição genética a doenças. • Avanços :genômica+ nanotecnologia; • Nanoporos ; • Medir rapidamente o tamanho de moléculas de DNA  desenvolvimento de sensores que determinem a constituição genética com rapidez e precisão. Materiais para a regeneração de ossos e tecidos.

21. Investimentos e Estimativas • Estimativas 2014-2019; • US$ 1 trilhão • Semicondutores e Fármacos • 2 milhões de empregados http://investirdinheiro.org/

22. Investimentos e Estimativas • Maiores investidores; • EUA, Europa e Japão • 1 bilhão de dólares por ano • Metade de todo o investimento • Investidores secundários; • Rússia, China, Índia e Brasil • Brasil: R$ 140 milhões entre 2001 e 2006

23. Investimentos e Estimativas Nanotecnologia, nanociência e nanomateriais: quando a distância entre presente e futuro não é apenas questão de tempo (Oswaldo Luiz Alves

24. Riscos! • Toxicidade; • Aplicações Militares; • Impactos ambientais; • Difusão e transporte muito fascilitados • Dificuldade de filtração • Atividades Catalíticas http://investirdinheiro.org/riscos-da-nanotecnologia-e-meio-ambiente-nanotubos-de-carbono/

25. Dúvidas?

26. Referências Bibliográficas • Nanotecnologia, nanociência e nanomateriais: quando a distância entre presente e futuro não é apenas questão de tempo (Oswaldo Luiz Alves); • NANOTECNOLOGIA APLICADA À INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: o uso de biossensores(Rodrigo Balduino Soares Neves). • NANOTECNOLOGIA APLICADA À INDÚSTRIA DE ALIMENTOS: o uso de biossensores(Rodrigo Balduino Soares Neves) • Análise de diferentes materiais biológicos para a detecção de nanopartículas calcificadas e de microrganismos(Karen Campos) • Effects of silver nanoparticles on microbial growth dynamics(V.J. Schacht et al) • http://tremblinguterus.blogspot.com.br/2011/12/history-of-nanotechnology.html • http://www.nanobiotec.iqm.unicamp.br/ne_nano.htm • http://crnano.org/interview.mezo.htm • http://investirdinheiro.org/riscos-da-nanotecnologia-e-meio-ambiente-nanotubos-de-carbono/ • http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422004000600031&script=sci_arttext • http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?pid=S0009-67252008000200024&script=sci_arttext