Guilherme Volpe Bossa

Pós-doutorado

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Produções bibliográficas

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; MAY, SYLVIO . Bragg-Williams Theory for Particles with a Size-Modulating Internal Degree of Freedom. MOLECULES , v. 28, p. 5060, 2023.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; MAY, SYLVIO . Debye-Hückel Free Energy of an Electric Double Layer with Discrete Charges Located at a Dielectric Interface. Membranes , v. 11, p. 129, 2021.

• AGUDELO, JOSÉ ; BOSSA, GUILHERME VOLPE ; MAY, SYLVIO . Incorporation of Molecular Reorientation into Modeling Surface Pressure-Area Isotherms of Langmuir Monolayers. MOLECULES , v. 26, p. 4372, 2021.

• CAETANO, DANIEL L. Z. ; DE CARVALHO, SIDNEY J. ; BOSSA, GUILHERME V. ; MAY, SYLVIO . Monte Carlo simulations and mean-field modeling of electric double layers at weakly and moderately charged spherical macroions. PHYSICAL REVIEW E , v. 104, p. 034609, 2021.

• DOWNING, RACHEL ; VOLPE BOSSA, GUILHERME ; MAY, SYLVIO . Saddle-curvature instability of lipid bilayer induced by amphipathic peptides: a molecular model. Soft Matter , v. 16, p. 5032-5043, 2020.

• QUADRE, AMANDA B. ; DE CARVALHO, SIDNEY J. ; BOSSA, GUILHERME VOLPE . How charge regulation and ion-surface affinity affect the differential capacitance of an electrical double layer. PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS , v. 22, p. 18229-18238, 2020.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; MAY, SYLVIO . Integral Representation of Electrostatic Interactions inside a Lipid Membrane. MOLECULES , v. 25, p. 3824, 2020.

• RUFEIL FIORI, ELENA ; DOWNING, RACHEL ; BOSSA, GUILHERME VOLPE ; MAY, SYLVIO . Influence of spontaneous curvature on the line tension of phase-coexisting domains in a lipid monolayer: A Landau-Ginzburg model. JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS , v. 152, p. 054707, 2020.

• SPAIGHT, JOHN ; DOWNING, RACHEL ; MAY, SYLVIO ; DE CARVALHO, SIDNEY J. ; BOSSA, GUILHERME VOLPE . Modeling hydration-mediated ion-ion interactions in electrolytes through oscillating Yukawa potentials. PHYSICAL REVIEW E , v. 101, p. 052603, 2020.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; MAY, SYLVIO . Stability of ionic liquid modeled by composite Coulomb-Yukawa potentials. Physical Review Research , v. 2, p. 032040, 2020.

• BOSSA, GUILHERME V. ; CAETANO, DANIEL L.Z. ; DE CARVALHO, SIDNEY J. ; MAY, SYLVIO . Differential capacitance of an electrical double layer with asymmetric ion sizes in the presence of hydration interactions. ELECTROCHIMICA ACTA , v. 321, p. 134655, 2019.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; GUNDERSON, SEAN ; DOWNING, RACHEL ; MAY, SYLVIO . Role of Transmembrane Proteins for Phase Separation and Domain Registration in Asymmetric Lipid Bilayers. Biomolecules , v. 9, p. 303, 2019.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; BERNTSON, BJORN K. ; MAY, SYLVIO . Curvature Elasticity of the Electric Double Layer. PHYSICAL REVIEW LETTERS , v. 120, p. 215502, 2018.

• VOLPE BOSSA, GUILHERME ; SOUZA, TEREZA PEREIRA DE ; MAY, SYLVIO . Adhesion of like-charged lipid vesicles induced by rod-like counterions. Soft Matter , v. 14, p. 3935-3944, 2018.

• BERNTSON, BJORN K. ; DOWNING, RACHEL ; BOSSA, GUILHERME VOLPE ; MAY, SYLVIO . Debye-Hückel theory of weakly curved macroions: Implementing ion specificity through a composite Coulomb-Yukawa interaction potential. PHYSICAL REVIEW E , v. 98, p. 022609, 2018.

• BOSSA, GUILHERME V. ; CAETANO, DANIEL L. Z. ; DE CARVALHO, SIDNEY J. ; BOHINC, KLEMEN ; MAY, SYLVIO . Modeling the camel-to-bell shape transition of the differential capacitance using mean-field theory and Monte Carlo simulations. EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL E , v. 41, p. 1, 2018.

• CAETANO, DANIEL L. Z. ; BOSSA, GUILHERME V. ; DE OLIVEIRA, VINICIUS M. ; BROWN, MATTHEW A. ; DE CARVALHO, SIDNEY J. ; MAY, SYLVIO . Differential capacitance of an electric double layer with asymmetric solvent-mediated interactions: mean-field theory and Monte Carlo simulations. PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS , v. 19, p. 23971-23981, 2017.

• DE SOUZA, TEREZA PEREIRA ; BOSSA, GUILHERME VOLPE ; STANO, PASQUALE ; STEINIGER, FRANK ; MAY, SYLVIO ; LUISI, PIER LUIGI ; FAHR, ALFRED . Vesicle aggregates as a model for primitive cellular assemblies. PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS , v. 19, p. 20082-20092, 2017.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; NORRIS, JOSEPH ; MAY, SYLVIO . Surface tension of a Yukawa fluid according to mean-field theory. JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS , v. 146, p. 134701, 2017.

• LEE, MICHELLE W. ; HAN, MING ; BOSSA, GUILHERME VOLPE ; SNELL, CARLY ; SONG, ZIYUAN ; TANG, HAOYU ; YIN, LICHEN ; CHENG, JIANJUN ; MAY, SYLVIO ; LUIJTEN, ERIK ; WONG, GERARD C. L. . Interactions between Membranes and -Metaphilic- Polypeptide Architectures with Diverse Side-Chain Populations. ACS Nano , v. 11, p. 2858-2871, 2017.

• HOLZSCHUH, STEPHAN ; KAEß, KATHRIN ; BOSSA, GUILHERME VOLPE ; DECKER, CHRISTIANE ; FAHR, ALFRED ; MAY, SYLVIO . Investigations of the influence of liposome composition on vesicle stability and drug transfer in human plasma: a transfer study. JOURNAL OF LIPOSOME RESEARCH , v. 28, p. 22-34, 2017.

• BOHINC, KLEMEN ; BOSSA, GUILHERME VOLPE ; MAY, SYLVIO . Incorporation of ion and solvent structure into mean-field modeling of the electric double layer. ADVANCES IN COLLOID AND INTERFACE SCIENCE , v. 249, p. 220, 2017.

• BOHINC, KLEMEN ; VOLPE BOSSA, GUILHERME ; GAVRYUSHOV, SERGEI ; MAY, SYLVIO . Poisson-Boltzmann model of electrolytes containing uniformly charged spherical nanoparticles. JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS , v. 145, p. 234901, 2016.

• CAETANO, DANIEL L. Z. ; BOSSA, GUILHERME V. ; DE OLIVEIRA, VINICIUS M. ; BROWN, MATTHEW A. ; DE CARVALHO, SIDNEY J. ; MAY, SYLVIO . Role of ion hydration for the differential capacitance of an electric double layer. PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS , v. 18, p. 27796-27807, 2016.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; BOHINC, KLEMEN ; BROWN, MATTHEW A. ; MAY, SYLVIO . Dipole Moment of a Charged Particle Trapped at the Air-Water Interface. JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B , v. 120, p. 6278-6285, 2016.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; ROTH, JOSEPH ; BOHINC, KLEMEN ; MAY, SYLVIO . The apparent charge of nanoparticles trapped at a water interface. Soft Matter , v. 12, p. 4229-4240, 2016.

• BOSSA, GUILHERME V. ; BROWN, MATTHEW A. ; BOHINC, KLEMEN ; MAY, SYLVIO . Modeling the electrostatic contribution to the line tension between lipid membrane domains using Poisson-Boltzmann theory. International Journal of Advances in Engineering Sciences and Applied Mathematics , v. 8, p. 101-110, 2016.

• BROWN, MATTHEW A. ; BOSSA, GUILHERME VOLPE ; MAY, SYLVIO . Emergence of a Stern Layer from the Incorporation of Hydration Interactions into the Gouy-Chapman Model of the Electrical Double Layer. LANGMUIR , v. 31, p. 11477-11483, 2015.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; ROTH, JOSEPH ; MAY, SYLVIO . Modeling Lipid-Lipid Correlations across a Bilayer Membrane Using the Quasi-chemical Approximation. LANGMUIR , v. 31, p. 9924-9932, 2015.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; FAHR, ALFRED ; PEREIRA DE SOUZA, TEREZA . Study of p Values and Effective Dielectric Constants of Ionizable Residues in Pentapeptides and in Staphylococcal Nuclease (SNase) Using a Mean-Field Approach. Journal of Physical Chemistry. B , v. 118, p. 4053-4061, 2014.

• BOSSA, GUILHERME V. ; RATERO, DAVI R. ; AGOSTINHO NETO, AUGUSTO ; FAHR, ALFRED ; SOUZA, TEREZA P. . Amphiphilic Planar Membranes in Ionic Equilibrium: a Study of pH Position-Dependent Values. Journal of the Brazilian Chemical Society (Impresso) , v. 25, p. 1041-1049, 2014.

• CAETANO, DANIEL L. Z. ; BOSSA, G. V. ; ABREGO, J. R. B. ; OLIVEIRA JUNIOR, A. B. ; ANTONIASSI, R. M. ; OLIVEIRA, V. M. . Práticas de Óptica e Introdução à Física Moderna: Coleta e Análise de Dados Experimentais. 1. ed. , 2014. v. 1.

• Beltran Abrego, José Ramon ; OLIVEIRA JUNIOR, A. B. ; CAETANO, D. L. Z. ; BOSSA, G. V. . Práticas de Eletromagnetismo: Coleta e Análise de Dados Experimentais. 1. ed. São Paulo: Cultura Acadêmica, 2012. v. 1. 139p .

• BOSSA, G. V. ; BOHINC, KLEMEN ; MAY, SYLVIO . Electrostatics of Lipid Membranes Interacting with Oppositely Charged Macromolecules. In: Cyrus R. Safinya, Joachim O. Rädler. (Org.). Handbook of Lipid Membranes. 1ed.: , 2021, v. , p. 18-.

• BOSSA, GUILHERME VOLPE ; MAY, SYLVIO . Poisson¿Boltzmann Theory of Charged Lipid Membranes. Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering. 1ed.: Elsevier, 2018, v. , p. 1-.

• BOSSA, G. V. ; Agostinho Neto, A. . Calculus of pKa and Mean Electric Charge of Amino Acids and Oligopeptides: A Mean Field Approach. In: XLI Annual Meeting of SBBq, 2012, Foz Do Iguaçu. XLI Annual Meeting of SBBq, 2012.

• BOSSA, G. V. ; Agostinho Neto, A. . Determination of pKa and mean electric charge of amino acids and oligopeptides. In: Simpósio Interdisciplinar Física+Bioinformática 2011, 2011, São José do Rio Preto. Simpósio Interdisciplinar Física+Bioinformática 2011, 2011. v. 1. p. 46-46.

• VOLPE BOSSA, GUILHERME ; may, sylvio . The Apparent Charge of Nanoparticles at Dielectric interfaces. 2016. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• VOLPE BOSSA, GUILHERME ; MAY, SYLVIO . Role of Ion Hydration for the Differential Capacitance of an Electrical Double Layer. 2016. (Apresentação de Trabalho/Seminário).

• VOLPE BOSSA, GUILHERME ; ROTH, JOSEPH ; BOHINC, KLEMEN ; MAY, SYLVIO . The Effective Electric Charge of Particles Trapped at the Air-Water Interface. 2016. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• VOLPE BOSSA, GUILHERME . The electrostatic contribution to the line tension between lipid membrane domains. 2015. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• VOLPE BOSSA, GUILHERME ; ROTH, JOSEPH ; BOHINC, KLEMEN ; MAY, SYLVIO . The Apparent Charge of Nanoparticles at Dielectric interfaces. 2015. (Apresentação de Trabalho/Comunicação).

• VOLPE BOSSA, GUILHERME ; ROTH, JOSEPH ; BOHINC, KLEMEN ; MAY, SYLVIO . The Apparent Charge of Nanoparticles at Dielectric interfaces. 2015. (Apresentação de Trabalho/Outra).

• BOSSA, G. V. ; Agostinho Neto, A. . Calculus of pKa and Mean Electric Charge of Amino Acids and Oligopeptides: A Mean Field Approach. 2012. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• BOSSA, G. V. ; Agostinho Neto, A. . Determination of pKa and mean electric charge of amino acids and oligopeptides. 2011. (Apresentação de Trabalho/Simpósio).

• BOSSA, G. V. ; Agostinho Neto, A. . Determinação do Grau de Dissociação de Aminoácidos. 2010. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

Outras produções

Projetos de pesquisa

• 2021 - 2022

  A conjugate-diffusion model for host-microbiome interaction, Descrição: Complex lifeforms host legions of microbes that have co-evolved to live in, live off, and provide services to their host. Accordingly, hosts have evolved elaborate immune recognition mechanisms to defend against pathogenic microbial species while tolerating or even cooperating with microbial species that provide services essential to good health. Despite significant recent progress in the experimental analysis of the mucus-related immune-microbiome interface, the understanding of the dynamics at the interface between these two systems remains limited. Motivated by this, we have developed a minimal model, based on diffusion, to study the tension between the host?s immune system and its microbiome at the intestinal mucus barrier. Specifically, we ask how host sensing of the microbiome acts to maintain host health, considering the action of host-secreted antimicrobial peptides. Using our model, we quantify how changes in the populations of different microbial species affect the host?s mucus interface. Inspired by recent experimental findings, we search for phase-shifts in the dynamics at the mucin interface with respect to the host?s day-night cycle.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Guilherme Volpe Bossa - Integrante / Amir Erez - Coordenador / Andrew Mugler - Integrante.

• 2019 - 2019

  .Efeitos de Regulação de Carga e Interações Não-Eletrostáticas Sobre a Capacitância Diferencial de Supercapacitores, Descrição: A capacitância diferencial de uma dupla camada elétrica representa um tópico de grande interesse para o desenvolvimento de baterias mais eficientes e menos nocivas ao meio- ambiente: os supercapacitores. Além das interações eletrostáticas, há evidências teóricas e experimentais de que tal capacitância é também influenciada por um intrincado conjunto de in- terações ı́on-especı́ficas mediadas pelo solvente e a propensão dos ı́ons se estruturarem próximos à superfı́cie carregada. Isto posto, o presente projeto de pesquisa apresenta um modelo teórico que incorpora contribuições não-eletrostáticas à teoria de Poisson-Boltzmann por meio de po- tenciais de Yukawa e, assim, nos focamos na dupla camada elétrica formada nas imediações de um eletrodo contendo grupos ionizáveis em sua superfı́cie. Analisamos efeitos de concentração de sal, tamanho iônico finito e, principalmente, como a afinidade na interação ı́on-eletrodo pode ser ajustada a fim de se otimizar a capacitância.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: Guilherme Volpe Bossa - Coordenador / sidney jurado de carvalho - Integrante / amanda beatriz quadre - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa.

• 2018 - 2021

  Extensões da Teoria de Poisson-Boltzmann para o Estudo da Capacitância Diferencial de uma Dupla Camada Elétrica, Descrição: A capacitância diferencial de uma dupla camada elétrica representa um tópico de grande interesse para o desenvolvimento de baterias mais eficientes e menos nocivas ao meio- ambiente. Além das interações eletrostáticas, há evidências teóricas e experimentais de que tal capacitância é também influenciada por um intrincado conjunto de efeitos ı́on-especı́ficos e interações mediadas pelo solvente. Isto posto, o presente projeto de pesquisa apresenta um modelo teórico que incorpora contribuições não-eletrostáticas à teoria de Poisson-Boltzmann por meio de potenciais de Yukawa e termos entrópicos não-ideais. Mais precisamente, nos focamos em uma superfı́cie plana carregada (eletrodo) exposta a uma solução eletrolı́tica de constante dielétrica uniforme. Para tal cenário, empregamos tanto a aproximação de Campo-Médio quanto simulações de Monte Carlo para analisar como a capacitância diferencial é afetada pela conjunta ação de interações eletrostática, de hidratação ı́on-especı́ficas e por ı́ons de tamanhos distintos. Além disso, investigamos o papel desempenhado pela concentração iônica na transição ?camel- shape to bell-shape? observada a baixas densidades de carga.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: Guilherme Volpe Bossa - Integrante / Sidney jurado de Carvalo - Coordenador., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa.

• 2014 - 2017

  Electrostatics of inhomogeneously charged dielectric interfaces, Descrição: Inhomogeneously charged dielectric interfaces are ubiquitous in technological applications, pharmaceutical science, and molecular biology. This theoretical project aims to compute thermodynamic free energies of perturbed dielectric interfaces. To this end, we develop a modeling framework that is based on the non-linear Poisson-Boltzmann theory and extensions of that model. We consider four specific projects: (1) modeling the energetics of charged nanoparticles at the air-water interface, (2) calculation of the line tension between domains in charged lipid membranes, (3) characterization of domain interactions in zwitterionic and charged lipid monolayers, and (4) accounting for the influence of ion-specific effects on charged dielectric interfaces. Ion specificity will be accounted for using the Poisson-Helmholtz-Boltzmann formalism, which adds to the bare Coulombic interactions a Yukawa-like potential that accounts for interacting hydration shells of ions. All projects are motivated by recent experimental results, but they aim to describe and understand fundamental physical properties of inhomogeneously charged dielectric interfaces. This research will thus contribute to the development of electrostatic models for complex interfacial geometries.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Guilherme Volpe Bossa - Integrante / MAY, SYLVIO - Coordenador / BOHINC, KLEMEN - Integrante / Sidney jurado de Carvalo - Integrante., Financiador(es): Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Bolsa.

• 2011 - 2013

  Determinação do Grau de Ionização de Aminoácidos Polares Carregados, Descrição: Proteínas e peptídeos são constituídos por subunidades estruturalmente mais simples chamadas aminoácidos. Uma importante propriedade destes é que, dependendo das características do meio (tais como pH e concentração iônica), os seus grupos ionizáveis podem ceder prótons e, assim, adquirir carga elétrica não nula. Tal carga influenciará na eficiência da formação de ligações peptídicas e em interações proteína-ligante, por exemplo. Partindo da hipótese de que a diferença entre os valores de pK dos grupos ionizáveis isolados e destes como partes constituintes de um aminoácido é devida, principalmente, à interação eletrostática adicional que se atribui à presença de grupos vizinhos, elaborou-se um modelo que emprega a forma linearizada da equação de Poisson-Boltzmann para o estudo de propriedades físico-químicas de moléculas com 3 grupos ionizáveis. Neste trabalho tal modelo foi aplicado aos aminoácidos: Aspartato, Glutamato, Cisteína, Tirosina, Arginina, Lisina e Histidina. Calcularam-se os valores de pK e as respectivas cargas elétricas médias de tais moléculas. Como os resultados obtidos concordaram com aqueles oriundos de trabalhos experimentais, o modelo teórico foi expandido para tratar de di, tetra, pentapeptídeos e de resíduos de lisina e glutamato da proteína Staphylococcal Nuclease. Os valores do Fator de Correlação de Pearson calculados para ambos proteínas e peptideos são superiores a 0,99, o que indica a eficiência e versatilidade do modelo ao reproduzir valores de pK reportados por outros autores.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Guilherme Volpe Bossa - Integrante / Augusto Agostinho Neto - Integrante / Elso Drigo Filho - Coordenador / Tereza Pereira de Souza - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa.

• 2009 - 2010

  Determinação do grau de dissociação de aminoácidos, Descrição: Os valores dos parâmetros pK1 e pK2 dos aminoácidos Glicina, Alanina, Valina, Leucina e Isoleucina são próximos sendo que os valores do primeiro parâmetro se encontram no intervalo de 2,29 a 2,35 enquanto que os valores do segundo ficam limitados entre 9,74 e 9,87. O ácido acético apresenta o valor de 4,75 para o pK e o cátion amônio tem o valor de 9,25 para o mesmo parâmetro. A semelhança estrutural entre o ácido acético com o grupo ácido dos aminoácidos citados e do grupo amina destes mesmos aminoácidos com o cátion amônio permite formular um modelo baseado na hipótese de que a diferença entre os valores de pK dos grupos como partes constituintes do aminoácido e o de tal parâmetro nos grupos ?livres? é determinada principalmente pela interação eletrostática adicional nos grupos dos aminoácidos. Para o teste desta hipótese, este trabalho emprega a aproximação de campo médio para solucionar o potencial eletrostático médio nas vizinhanças dos grupos dissociáveis dos aminoácidos. Conhecido este potencial, há o cálculo do grau de dissociação, da carga elétrica média e dos valores de pK de cada grupo dissociável. Também são apresentados estudos quanto à carga eletrônica (calculada) total do aminoácido quando variada a concentração iônica e o pH do meio. Por meio da solução da equação de Laplace em coordenadas esferoidais oblatas, o presente modelo possibilita, também, a determinação da constante dielétrica efetiva do aminoácido em solução em função das suas dimensões. Sempre que possível, os valores obtidos são comparados com os presentes na literatura.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Guilherme Volpe Bossa - Integrante / Augusto Agostinho Neto - Coordenador., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa.

Prêmios