Nanotecnologia une nanotubos e DNA em biossensores ultra-precisos

Biossensores mais precisos são criados usando nanotubos de carbono como uma ponte entre as enzimas que detectam as moléculas que se está procurando e os eletrodos que indicam a concentração dessas moléculas.
[Imagem: Analyst/Marshall Porterfield/Mike Schweinsberg]

Biossensores

Quando é necessário medir a concentração de um composto qualquer em um fluido - a insulina no sangue, por exemplo - usam-se os chamados biossensores.

Esses sensores são compostos por eletrodos metálicos recobertos com enzimas que reagem com a molécula que se deseja medir.

Quando as moléculas procuradas unem-se às enzimas, gera-se um sinal elétrico no eletrodo, que pode ser medido, o que fornece a leitura indicativa do resultado.

Isto tem funcionado razoavelmente bem, mas poderia ser muito melhor, porque moléculas e eletrodos metálicos representam a junção de dimensões muito diferentes, o que gera variações muito grandes nas leituras da corrente elétrica.

Nanotubos solúveis

Agora, cientistas conseguiram unir moléculas sintéticas de DNA e nanotubos de carbono, criando um novo eletrodo para biossensores que, além de estar nas mesmas dimensões das moléculas do composto que se procura, são muito mais sensíveis.

Desde o advento dos nanotubos de carbono, com suas excepcionais propriedades termais e elétricas, os cientistas vêm tentando usá-los como eletrodos em sensores para a realização de exames clínicos de laboratório e em pesquisas científicas.

O problema é que os nanotubos não são totalmente compatíveis com água, o que limita sua aplicação em fluidos biológicos.

Automontagem

Jin Shi e seus colegas da Universidade Purdue, nos Estados Unidos, superaram essa incompatibilidade criando uma sequência artificial de DNA que gruda na superfície dos nanotubos de carbono, tornando-os mais solúveis em água.

"Assim que os nanotubos de carbono estiverem em solução, você só precisa colocar o eletrodo na solução e carregá-lo [eletricamente]. Os nanotubos de carbono vão formar um revestimento em sua superfície," explica o Dr. Jong Choi, membro da equipe.

O eletrodo recoberto com nanotubos de carbono atrai as enzimas para terminar a construção do biossensor.

Medicina personalizada

Com os nanotubos de carbono fazendo a ponte entre as enzimas e o eletrodo, as leituras são várias ordens de grandeza mais precisas.

O Dr. Marshall Porterfield, que coordenou o desenvolvimento, afirmou que, como são muito fáceis de serem fabricados, esses novos biossensores abrem caminho para a criação de exames que possam testar a eficácia de remédios em tempo real, para cada paciente.

Antes disso, ele e sua equipe esperam desenvolver biossensores para monitorar com mais precisão doenças como o diabetes e inúmeros indicadores de problemas cardiovasculares, como triglicérides, colesterol, etc.

Bibliografia:

Microbiosensors based on DNA modified single-walled carbon nanotube and Pt black nanocomposites
Jin Shi, Tae-Gon Cha, Jonathan C. Claussen, Alfred R. Diggs, Jong Hyun Choi, D. Marshall Porterfield
Analyst
Vol.: 136, 4916-4924
DOI: 10.1039/C1AN15179G

Fonte: Inovação Tecnológica