Um biossensor eletrônico movido a glicose em fluidos corporais foi desenvolvido por pesquisadores da KAUST. O dispositivo emparelha um polímero transportador de elétrons com uma enzima que extrai elétrons de sua reação com a glicose para conduzir seus circuitos. O biossensor de plástico pode atuar como um monitor contínuo dos principais indicadores de saúde, como os níveis de açúcar no sangue em pacientes com diabetes.

"Rápido, a detecção precoce e precisa de anormalidades no metabolismo é de suma importância para monitorar, controlar e prevenir muitas doenças, incluindo diabetes, "diz David Ohayon, um Ph.D. estudante no laboratório de Sahika Inal que liderou a pesquisa com o colega de pós-doutorado Georgios Nikiforidis. "Os monitores de glicose de hoje são limitados principalmente a dispositivos de punção digital, que muitas vezes são dolorosas, ", diz ele. Dispositivos de detecção de glicose implantáveis ​​estão sendo desenvolvidos, mas suas baterias complicam a implantação e devem, eventualmente, ser recarregadas ou substituídas.

Uma tecnologia alternativa ideal seria biossensores de polímero implantáveis ​​que são capazes de se alimentar usando moléculas ao seu redor.

Inal e sua equipe encontraram um polímero - sintetizado pela equipe de Iain McCulloch na KAUST - que parece perfeitamente adequado para a tarefa. "O polímero é um semicondutor do tipo n, o que significa que ele pode aceitar e transportar elétrons ao longo de seu backbone, "Ohayon diz. O polímero é acoplado com a enzima glicose oxidase, que extrai oxidativamente elétrons de sua reação com a glicose.

Usualmente, um terceiro componente é necessário para transportar os elétrons da enzima para o polímero. "Esses mediadores são frequentemente tóxicos e precisam ser imobilizados na superfície do eletrodo, o que complica a miniaturização do dispositivo e encurta a vida útil, "Ohayon diz.

O novo polímero não precisa de tal mediador. "Nosso polímero parece ser capaz de hospedar a enzima em tal proximidade que permite uma comunicação elétrica eficiente entre o centro ativo e a estrutura do polímero." As cadeias laterais de etilenoglicol do polímero são provavelmente a chave para a interação, uma hipótese atualmente sob investigação em colaboração com o grupo de Enzo di Fabrizo na KAUST.

A equipe usou este material de polímero do tipo n em um transistor para detectar os níveis de glicose na saliva e também como uma metade de uma célula a combustível de polímero que usa glicose como fonte de energia para acionar o dispositivo. "Esta célula de combustível é a primeira demonstração de um material totalmente plástico, dispositivo de geração de energia eletrocatalítica à base de enzimas operando em meios fisiologicamente relevantes, "Diz Inal.

"Sensoriamento de glicose e geração de energia são apenas dois exemplos das aplicações possíveis quando um polímero sintético se comunica efetivamente com uma enzima catalítica como glicose oxidase, "Inal acrescenta." Nosso principal objetivo era mostrar a química versátil e as novas aplicações deste estábulo especial em água, classe de polímero, que exibe condução mista (iônica e eletrônica). "

O estudo é publicado em Materiais da Natureza .