Pesquisadores da
Brown University, nos Estados Unidos, trabalham no desenvolvimento de um sensor
capaz de verificar os níveis de açúcar no sangue através da saliva.
A técnica tira
vantagem de uma convergência da nanotecnologia com a plasmônica de superfície,
que explora a interação de elétrons e fótons (luz). Os engenheiros gravaram
milhares de interferômetros plasmônicos em um biochip do tamanho de uma unha e
mediram a concentração de moléculas de glicose na água sobre o chip. Os
resultados mostraram que o biochip especialmente concebido conseguia detectar
níveis de glicose semelhantes aos níveis encontrados na saliva humana. A glicose
na saliva humana é tipicamente cerca de cem vezes menos concentrada do que no
sangue.
"Esta é uma
prova de conceito de que os interferômetros plasmônicos podem ser usados para
detectar moléculas em concentrações baixas, usando uma impressão digital que é
dez vezes menor do que um cabelo humano", disse o professor assistente de
engenharia Domenico Pacifici, o principal autor do artigo publicado na Nano
Letters, uma revista da American Chemical Society.
A técnica pode
ser usada para detectar outros produtos químicos ou substâncias, desde o antraz
até os compostos biológicos "e para detectá-los todos de uma vez, em paralelo,
usando o mesmo chip", disse Pacifici.
O biochip
Para criar o
sensor, os pesquisadores esculpiram uma fenda de cerca de cem nanômetros de
largura e gravaram duas ranhuras de 200 nanômetros de largura de cada lado da
fenda. A fenda captura os fótons que chegam até ela e os confina. Os sulcos,
entretanto, dispersam os fótons que vêm em sua direção e que interagem com os
elétrons livres amarrando-se ao redor da superfície metálica do sensor. Estas
interações elétron-fóton livres criam um plasmon polariton de superfície, uma
onda especial, com um comprimento de onda que é mais estreito do que um fóton no
espaço livre. Estas ondas de plasmons de superfície se movem ao longo da
superfície do sensor até encontrar os fótons na fenda, assim como duas ondas do
mar vindo de diferentes direções e colidindo umas com as outras. Esta
"interferência" entre as duas ondas determina a máxima e a mínima na intensidade
da luz transmitida por meio da fenda. A presença de uma substância analisada (a
substância química que está sendo medida) na superfície do sensor gera uma
mudança na diferença de fase relativa entre as duas ondas de plasmons de
superfície, o que por sua vez provoca uma mudança na intensidade da luz, medida
pelos pesquisadores em tempo real.
"A fenda está
agindo como um mixer para as três vigas - a luz incidente e as ondas de plasmons
da superfície", disse Pacifici.
Os engenheiros
descobriram que poderiam variar o deslocamento de fase de um interferômetro, ao
alterar a distância entre os sulcos e a fenda, o que significa que eles poderia
afinar a interferência gerada pelas ondas. Os pesquisadores poderiam sintonizar
milhares de interferômetros para estabelecer linhas de base, o que poderia então
ser usado para medir com precisão as concentrações de glicose na água tão baixas
quanto 0,36 miligramas por decilitro.
"Poderia ser
possível utilizar estes biochips para realizar a triagem de múltiplos
biomarcadores para pacientes individuais, de uma só vez e em paralelo, com uma
sensibilidade sem precedentes", disse Pacifici.
O próximo plano
dos engenheiros é construir sensores adaptados para glicose e para outras
substâncias para testar ainda mais os dispositivos. "A abordagem proposta
permitirá a detecção de transferência muito elevada de analitos ambiental e
biologicamente relevantes em um design extremamente compacto. Podemos fazê-lo
com uma sensibilidade que compete com as tecnologias modernas", disse
Pacifici.
Fonte: ISaúde.net
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