Cientistas da Tomsk Polytechnic University e parceiros da República Tcheca e da França desenvolveram sensores extremamente sensíveis para radicais livres que contêm oxigênio, capazes de interromper a função celular. De acordo com os pesquisadores, esses sensores são uma alternativa aos métodos químicos analíticos tradicionais de análise. Os testes de laboratório demonstraram que sua sensibilidade é superior em quatro ordens de magnitude. Isso foi conseguido devido ao efeito da ressonância plasmônica de superfície em combinação com "armadilhas" de compostos orgânicos. Os resultados são publicados em Sensores e Atuadores B:Químico .

Os radicais livres são espécies reativas de oxigênio com uma capacidade oxidante muito poderosa. Tipicamente, eles tendem a ser uma espécie de subproduto da cadeia respiratória. O principal radical livre é o radical superóxido (O2-). Não é perigoso por si só, mas no processo de transformações químicas, ele passa facilmente para outros compostos com fortes propriedades oxidantes. Eles danificam as proteínas, ácidos nucléicos e lipídios das membranas celulares.

"Portanto, na pesquisa médica, é importante detectar radicais em objetos biológicos para identificar oportunamente mudanças incipientes em órgãos, tecidos e tomar as medidas adequadas. Nossos sensores diferem de outros pela ação, com base no efeito da ressonância de plasmão de superfície, "diz Olga Guselnikova, engenheiro da Escola de Pesquisa de Química e Ciências Biomédicas Aplicadas da TPU.

Os sensores são um exemplo de um material híbrido que combina elementos inorgânicos e orgânicos. Sua base é uma fina placa de ouro com uma superfície ondulada. Os compostos orgânicos plantados nele atuam como armadilhas para os radicais livres. A superfície ondulada da placa estimula efetivamente o efeito da ressonância de plasmão de superfície. Isso torna os sensores extremamente sensíveis devido ao efeito de espalhamento Raman gigante.

"O componente orgânico é um composto com o nome abreviado TEMPO. É um composto modelo simples e acessível usado em outros métodos, mas nunca foi combinado com substratos ativos de plasmon. Esta combinação de efeito do plasmon e características químicas de TEMPO nos deu o efeito esperado, "explica o cientista.

No futuro, os pesquisadores pretendem usar os sensores para detectar radicais livres contendo nitrogênio e livres de halogênio e conduzir experimentos mais próximos de objetos biológicos reais. "Na República Tcheca, também estamos negociando com representantes da indústria de alimentos. Afinal, radicais livres são marcadores do fato de que os produtos, particularmente carne, se deterioraram ou estão próximos disso. Queremos testar nossos sensores em alimentos, "Olga Guselnikova diz.