p Para os 26 milhões de americanos com diabetes, tirar sangue é a forma mais comum de verificar os níveis de glicose. É invasivo e, pelo menos, minimamente doloroso. Pesquisadores da Brown University estão trabalhando em um novo sensor que pode verificar os níveis de açúcar no sangue medindo as concentrações de glicose na saliva. p A técnica tira proveito de uma convergência de nanotecnologia e plasmônica de superfície, que explora a interação de elétrons e fótons (luz). Os engenheiros da Brown gravaram milhares de interferômetros plasmônicos em um biochip do tamanho de uma unha e mediram a concentração de moléculas de glicose na água no chip. Seus resultados mostraram que o biochip especialmente projetado pode detectar níveis de glicose semelhantes aos encontrados na saliva humana. A glicose na saliva humana é normalmente cerca de 100 vezes menos concentrada do que no sangue.

p “Esta é uma prova de conceito de que os interferômetros plasmônicos podem ser usados ​​para detectar moléculas em baixas concentrações, usando uma pegada que é dez vezes menor do que um fio de cabelo humano, "disse Domenico Pacifici, professor assistente de engenharia e autor principal do artigo publicado em Nano Letras , um jornal da American Chemical Society.

p A técnica pode ser usada para detectar outros produtos químicos ou substâncias, do antraz a compostos biológicos, Pacifici disse, "e para detectá-los todos de uma vez, em paralelo, usando o mesmo chip. "

p Para criar o sensor, os pesquisadores esculpiram uma fenda com cerca de 100 nanômetros de largura e gravaram duas ranhuras de 200 nanômetros em cada lado da fenda. A fenda captura os fótons que chegam e os confina. Os sulcos, Enquanto isso, espalhar os fótons que chegam, que interagem com os elétrons livres que circulam na superfície de metal do sensor. Essas interações elétron-fóton livres criam um polariton de plasmão de superfície, uma onda especial com comprimento de onda mais estreito do que um fóton no espaço livre. Essas ondas de plasma de superfície se movem ao longo da superfície do sensor até encontrar os fótons na fenda, muito parecido com duas ondas do oceano vindo de direções diferentes e colidindo uma com a outra. Essa "interferência" entre as duas ondas determina máximos e mínimos na intensidade da luz transmitida pela fenda. A presença de um analito (o produto químico sendo medido) na superfície do sensor gera uma mudança na diferença de fase relativa entre as duas ondas de plasma de superfície, que por sua vez causa uma mudança na intensidade da luz, medidos pelos pesquisadores em tempo real.

p "A fenda atua como um misturador para os três feixes - a luz incidente e as ondas de plasma de superfície, "Pacifici disse.

p Os engenheiros aprenderam que podiam variar a mudança de fase de um interferômetro mudando a distância entre as ranhuras e a fenda, o que significa que eles poderiam ajustar a interferência gerada pelas ondas. Os pesquisadores poderiam ajustar os milhares de interferômetros para estabelecer linhas de base, que poderia então ser usado para medir com precisão as concentrações de glicose na água tão baixas quanto 0,36 miligramas por decilitro.

p "Seria possível usar esses biochips para realizar a triagem de vários biomarcadores para pacientes individuais, tudo de uma vez e em paralelo, com sensibilidade sem precedentes, "Pacifici disse.

p Em seguida, os engenheiros planejam construir sensores sob medida para glicose e outras substâncias para testar os dispositivos. "A abordagem proposta permitirá a detecção de alto rendimento de analitos ambiental e biologicamente relevantes em um design extremamente compacto. Podemos fazer isso com uma sensibilidade que rivaliza com as tecnologias modernas, "Pacifici disse.

p Tayhas Palmore, professor de engenharia, é um autor contribuinte no artigo. Estudantes de pós-graduação Jing Feng (engenharia) e Vince Siu (biologia), que projetou os canais microfluídicos e realizou os experimentos, são listados como os dois primeiros autores do artigo. Outros autores incluem o estudante de graduação em engenharia da Brown Steve Rhieu e os graduandos Vihang Mehta, Alec Roelke.