p Um detector de dopamina supersensível pode ajudar no diagnóstico precoce de vários distúrbios que resultam em muita ou pouca dopamina, de acordo com um grupo liderado pela Penn State e incluindo Rensselaer Polytechnic Institute e universidades na China e no Japão. p A dopamina é um neurotransmissor importante que pode ser usado para diagnosticar doenças como a doença de Parkinson, Doença de Alzheimer e esquizofrenia.

p "Se você pode desenvolver um muito sensível, ainda simples de usar e portátil, detector que pode identificar uma ampla gama de concentração de dopamina, por exemplo no suor, que pode ajudar no monitoramento não invasivo da saúde de um indivíduo, "disse Aida Ebrahimi, professor assistente de engenharia elétrica, Estado de Penn, e um autor correspondente em um artigo publicado em 7 de agosto em Avanços da Ciência .

p Seu trabalho mostra que, ao adicionar uma pequena quantidade de manganês a um material em camadas bidimensional chamado dissulfeto de molibdênio, eles podem melhorar a sensibilidade em muitas ordens de magnitude em comparação com outros resultados relatados, ao mesmo tempo em que atinge alta especificidade. Mais importante, seu detector é de baixo custo e flexível, e pode detectar dopamina na mídia de fundo, incluindo tampão, soro e suor, e em tempo real.

p "Em relação ao nosso método, deposição eletroquímica é uma nova maneira de depositar esses produtos químicos que é muito simples e escalonável, "disse Mauricio Terrones, Verne M. Willaman Professor de Física, Ciência e Química dos Materiais e o segundo autor correspondente. "A Força Aérea está interessada nesses neurotransmissores que são criadores de estresse. Eu imagino isso como um sensor vestível."

p Humberto Terrones e seu grupo, na RPI, realizaram a investigação computacional que lhes permitiu explicar como a adição de manganês resulta em uma resposta melhorada à dopamina. O trabalho experimental foi realizado dentro do Center for Atomically Thin Multifunctional Coatings (ATOMIC) na Penn State.

p "Combinar os resultados experimentais com estudos computacionais provou ser muito esclarecedor, e acho que todos nós aprendemos muito mais ao longo deste projeto por causa disso, "disse Derrick Butler, um co-autor principal do artigo e estudante de doutorado na Penn State. "Desenvolver esses materiais e aplicá-los de uma forma que possa melhorar a saúde e o bem-estar de outras pessoas torna o trabalho especialmente agradável e gratificante."

p Seu co-autor principal, candidato ao doutorado Yu Lei, adicionado, "Um desafio é desenvolver um método escalonável para unir estudos fundamentais e aplicações práticas. Nosso método é baseado na eletrodeposição, que tem sido amplamente utilizado na indústria, fornecendo assim uma rota escalável para funcionalizar MoS2 de uma forma escalonável. Também, Acredito que essa equipe multidisciplinar é a chave para encontrar a maneira certa de funcionalizar o MoS ₂ para detecção ultrassensível de dopamina. "

p Em trabalho posterior, o grupo espera encontrar outras combinações de materiais para detectar uma variedade de outros biomarcadores com a especificidade de seu sensor de corrente. A criação de tal "kit de ferramentas" combinando investigações experimentais com métodos computacionais levará a novos materiais com recursos multifuncionais. Isso pode ser útil além da saúde humana, por exemplo, para detectar gases nocivos, contaminação da água ou agentes de biodefesa.

p "No futuro, podemos imaginar um sensor / atuador combinado que pode detectar a dopamina e fornecer terapia ao mesmo tempo. Os sensores podem ser integrados com chips miniaturizados para integração de detecção, atuando, controle e processamento de dados, "Ebrahimi disse.