Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Tóquio projetaram um novo sistema de análise micro total que quantifica um produto químico alvo em um chip microfluídico sem bombas, tubos e detectores caros. O composto reage com outros produtos químicos para produzir um gás, empurrando a tinta em uma câmara conectada ao longo de um canal. Detectores de luz integrados ajudam a medir a velocidade do fluxo, permitindo a medição do produto químico original. A portabilidade do novo dispositivo permite análises clínicas quantitativas à beira do leito.



A microfluídica é uma tecnologia revolucionária que fornece química de precisão com muito menos produtos químicos. Ao gravar canais e câmaras finas em um chip compacto que cabe na palma da sua mão, a química pode ser feita com quantidades de microlitros de líquido em uma gama vastamente paralelizada de condições de reação, economizando tempo, custo e o meio ambiente.

Mais recentemente, a detecção quantitativa de produtos químicos também foi incorporada nestes dispositivos em miniatura. Esses sistemas de microanálise total (micro-TAS) prometem uma análise química completa que aproveita todos os benefícios da microfluídica.

No entanto, para conduzir o fluxo em torno de canais e câmaras, a microfluídica requer bombas, tubos para acoplar o fluxo aos canais, bem como fontes de luz e detectores caros para medir diretamente os sinais ópticos que nos dizem quantos produtos químicos diferentes existem em nossos canais. Isto torna um método baseado na miniaturização e portabilidade muito menos manejável do que o proposto originalmente.

Mas agora, uma equipe liderada pelo professor associado Hizuru Nakajima, da Universidade Metropolitana de Tóquio, criou um método de quantificação totalmente novo que pode eliminar completamente o hardware extra. O estudo foi publicado na revista Microchimica Acta .

Eles criaram um sistema onde algum composto de interesse (analito) produz um gás; quanto mais analito houver, mais rápido o gás será produzido. Essa sobrepressão ajuda a conduzir a tinta ao longo de um canal conectado.

À medida que a tinta flui, ela bloqueia a luz ambiente que atinge dois fotodetectores orgânicos (OPDs) impressos ao longo do canal, ajudando a medir a velocidade do fluxo. Como a luz só precisa ser bloqueada por tinta escura, a detecção necessária é barata e simples. Como o fluxo é impulsionado pela produção de gás, não há bombas nem tubos.

Eles demonstraram seu sistema medindo a quantidade de proteína C reativa (PCR), uma proteína associada a uma resposta do sistema imunológico.

Primeiramente, uma solução contendo CRP é adicionada a uma pequena câmara; quanto mais CRP houver, mais aderido às paredes especialmente tratadas da câmara. São então adicionadas nanopartículas revestidas com anticorpos CRP e catalase; quanto mais PCR houver, mais nanopartículas e catalase serão deixadas nas paredes. Quando o peróxido de hidrogênio é adicionado, a catalase ajuda a produzir oxigênio, completando o ciclo entre o analito (neste caso, CRP) e o fluxo da tinta.

A equipe demonstrou que a concentração de PCR no soro humano pode ser detectada com precisão, mesmo na presença de proteínas comuns como a imunoglobulina G (IgG) e a albumina sérica humana.

Houve também uma boa concordância com métodos comumente disponíveis e que exigem muito mais hardware. Dado que o novo chip da equipe é facilmente portátil, eles acreditam que haverá mais aplicação do micro-TAS no diagnóstico clínico à beira do leito ou na análise ambiental em campo.

Mais informações: Kuizhi Qu et al, Desenvolvimento de um método de quantificação de proteína C reativa baseado na medição da taxa de fluxo de uma solução de tinta expelida pelo gás oxigênio gerado pela reação de catalase, Microchimica Acta (2023). DOI:10.1007/s00604-023-06108-z
Fornecido pela Universidade Metropolitana de Tóquio