Cientistas da Tokyo Medical and Dental University (TMDU) apresentam um método fácil para a fabricação de biossensores feitos de polímeros eletrofiados. Ao incorporar enzimas dentro da cadeia de polímeros, as enzimas estavam operacionais mesmo em estado seco. Esses biossensores podem ser usados ​​para rastrear certas doenças, bem como para monitorar ambientes em busca de compostos químicos específicos no ar.
As enzimas são catalisadores biológicos que permitem que muitas reações químicas vitais para a vida progridam muito mais rápido do que normalmente. Uma das características marcantes de algumas enzimas é sua forte especificidade, na qual a reação funcionará com determinadas moléculas-alvo, mas não com moléculas muito semelhantes. Os cientistas sabem há muito tempo que essas propriedades podem ser utilizadas para criar biossensores altamente sensíveis e precisos para substâncias específicas, incluindo aquelas associadas à doença. No entanto, a maioria dos biossensores convencionais requer manter a enzima em uma condição úmida para que não se desnaturam e percam sua capacidade de catalisar reações.

Agora, uma equipe colaborativa de pesquisadores da TMDU e da Universidade Waseda, liderada pelos professores Kohji Mitsubayashi e Naoya Takeda, criou um biossensor não invasivo para compostos orgânicos voláteis na forma de uma malha sólida. Uma solução de álcool polivinílico foi primeiramente combinada com a enzima álcool desidrogenase e a coenzima nicotinamida adenina. A mistura foi forçada através de um bocal em alta voltagem. Fibras finas de polímero se acumularam na placa coletora, com a enzima embutida em seu interior, até obter uma malha sólida. A presença de vapor de etanol pode ser detectada com base em um aumento significativo na atividade fluorescente.

“Descobrimos que imobilizar as enzimas dentro da malha preservou sua atividade, mesmo sob condições ambientais”, diz a autora Misa Nakaya. Os pesquisadores realizaram testes para determinar as condições ideais de pH e avaliaram a relação entre a intensidade de fluorescência e a quantidade de etanol aplicada. Eles também descobriram que a fluorescência do biossensor não foi acionada quando exposta a outros compostos voláteis, como acetona ou metanol, então a especificidade foi mantida.

“Nosso biossensor de forma seca para detectar produtos químicos no ar terá uma chance muito maior de obter ampla adoção comercial devido à sua facilidade de fabricação”, diz o autor Kohji Mitsubayashi. Ter a capacidade de produzir biossensores sólidos de forma rápida e barata pode permitir novos sistemas de diagnóstico de ponto de atendimento e monitoramento ambiental para uso em campo.

A pesquisa é publicada em Biossensors and Bioelectronics . + Explorar mais

Detectando metabólitos de perto