APLICAÇÕES DE FLUORESCÊNCIA MOLECULAR COM RESOLUÇÃO TEMPORAL E ESPACIAL EM SISTEMAS QUÍMICOS E BIOLÓGICOS
Prof. Dr. Marcelo H. Gehlen (marcelog@iqsc.usp.br)
O GFM tem realizado várias pesquisas na área de preparação, caracterização e estudos de processos fotofísicos e fotoquímicos de sistemas moleculares com fluorescência ou luminescência. O grupo também tem se dedicado ao aprimoramento de técnicas de espectroscopia de emissão resolvida no tempo por contagem de fóton e mais recentemente de microscopia de fluorescência confocal e de campo largo.
Neste amplo projeto, propomos o desenvolvimento e a aplicação de técnicas avançadas de microscopia de fluorescência para o acompanhamento de processos químicos, bioquímicos e fotoquímicos envolvidos em catálise química e enzimática. Várias técnicas avançadas de microscopia de fluorescência foram desenvolvidas na última década com grande impacto nos campos da química e da biologia. Estes avanços em microscopia ótica permitiram a quebra do limite de difração com a elaboração de técnicas de superresolução tais como STORM (stochastic optical reconstruction microscopy) e outros métodos derivados. Os métodos de alta resolução ótica também possuem grande sensibilidade permitindo a investigação em detalhes não antes conhecidos em sistemas naturais e artificiais chegando ao nível de uma única molécula (single-molecule) na observação temporal e espacial. O comportamento de sistemas individuais ou nanoscópicos possibilita conhecer detalhes microscópicos de catalisadores e suas flutuações em reatividade local e temporal. Assim podemos por estas técnicas acompanhar a atividade enzimática de uma única enzima ou a reatividade química de uma única nanopartícula envolvida em um processo de catálise. Também pode ser usado como ferramenta analítica para observação de metabólitos fluorescentes em muito baixa concentração. A condição necessária destas técnicas de emissão é que a reação produza diretamente uma molécula fluorescente ou algum intermediário que rapidamente se acopla (reage) produzindo um produto fluorescente. Considerando a alta resolução espacial abaixo do limite de difração, estas técnicas possibilitam verificar as regiões mais ativas de catalisadores sólidos ou de suas interfaces ativas em um processo químico ou fotoquímico de interesse.
O laboratório do GFM está equipado com equipamentos construídos de microscopia de fluorescência. Estando interessado em realizar seu mestrado, doutorado (direto) ou Pós Doutorado nesta área de pesquisa, envie sua proposição.