p O My Little Sensor Lab da University of Arizona desenvolve sensores óticos ultrassensíveis para diagnósticos médicos, prognósticos médicos, monitoramento ambiental e pesquisa científica básica. Nossa tecnologia de sensor identifica substâncias iluminando amostras e medindo o índice de refração, ou quanta luz é reduzida quando passa por um material, que é diferente de uma substância para outra - digamos, água e uma molécula de DNA. p Nossa tecnologia nos permite detectar concentrações extremamente baixas de moléculas até uma em um milhão de trilhões de moléculas, e pode dar resultados em menos de 30 segundos.

p Normalmente, índice de refração é muito sutil para ser detectado em uma única molécula, mas usando uma tecnologia que desenvolvemos, podemos passar luz através de uma amostra milhares de vezes, o que amplifica a mudança. Isso torna nosso sensor um dos mais sensíveis que existem.

p O dispositivo inclui um minúsculo anel que gira em torno de 240, 000 vezes em 40 nanossegundos, ou bilionésimos de segundo. Uma amostra de líquido envolve o sensor. Parte da luz se estende para fora do anel, onde interage com a amostra milhares de vezes.

p Ao contrário de outros métodos de detecção muito sensíveis, o nosso não tem rótulo, o que significa que não temos que adicionar quaisquer etiquetas radioativas ou etiquetas fluorescentes para identificar o que estamos tentando detectar. Isso significa que não precisamos processar tanto nossas amostras.

p Porque nosso sensor é tão sensível, exigimos apenas pequenas quantidades de uma substância, o que é útil tanto na redução de custos quanto nos casos em que os reagentes são difíceis de obter.

p Algumas doenças, como câncer, pode progredir silenciosamente, evitando a detecção até que seja tarde demais. Um sensor ultrassensível pode detectar uma doença antes que os sintomas apareçam, permitindo que os profissionais de saúde tratem a doença precocemente, quando ainda é curável. O sensor também pode ser usado em um teste de respiração COVID-19.

p Ter um sensor rápido e sensível também pode permitir o monitoramento da progressão da doença e quantificar o efeito de diferentes tratamentos. Nosso laboratório, por exemplo, atualmente trabalha na detecção de baixas concentrações de biomoléculas que indicam a doença de Alzheimer ou câncer no sangue, amostras de urina e saliva.

p Muitas outras abordagens exigem que você "marque" com fluorescência o que está tentando detectar ou amplifique o DNA usando uma reação em cadeia da polimerase (PCR). Por exemplo, o teste COVID-19 atual exige que você escolha entre um teste rápido de antígeno, que não é tão preciso, ou um teste de PCR, o que é preciso, mas caro e demorado.

p As áreas ativas de pesquisa neste campo também incluem maneiras de melhorar a entrega da amostra ao sensor, que pode melhorar o tempo de resposta e reduzir a quantidade da substância alvo necessária para a detecção. Os pesquisadores também estão trabalhando em métodos para melhorar a seletividade do sensor, o que significa que o sensor pode distinguir melhor a substância alvo de outras substâncias. Isso reduz os falsos positivos.

p Este mês, nosso laboratório recebeu uma doação de US $ 1,8 milhão do National Institutes of Health para melhorar o sensor. A próxima etapa após demonstrar que nossos dispositivos funcionam em um ambiente de pesquisa seria passar para os ensaios clínicos.

p Além disso, estamos continuamente melhorando nosso sensor para torná-lo mais sensível e seletivo. Também estamos trabalhando para usar o sensor para fazer um portátil, Dispositivo de diagnóstico médico de ponto de atendimento que pode ser usado para atendimento domiciliar ou dado a um paramédico em uma ambulância ou a um soldado em um campo de batalha. p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.