p Biossensores baseados em células podem simular o efeito de várias substâncias, como drogas, no corpo humano no laboratório. Dependendo do princípio de medição, no entanto, produzi-los pode ser caro. Como resultado, muitas vezes não são usados. Os fatores de custo para sensores que realizam medições eletricamente são o caro material do eletrodo e a produção complexa. Os cientistas da Fraunhofer agora estão produzindo biossensores com eletrodos de grafeno de maneira mais barata e simples na impressão rolo a rolo. Já existe um protótipo de sistema para produção em massa. p Biossensores baseados em células medem mudanças em culturas de células por meio de sinais elétricos. Isso é feito por meio de eletrodos que são montados dentro da placa de Petri ou nos poços de uma chamada placa de poço. Se a adição de vírus destruir uma camada contínua de células nos eletrodos, por exemplo, a resistência elétrica medida entre os eletrodos é reduzida. Desta maneira, o efeito de vacinas ou medicamentos (por exemplo) pode ser testado:quanto mais eficaz é o ingrediente ativo, quanto menor o número de células que são destruídas pelos vírus e menor será a variação medida da resistência. Também testes de toxicidade, como em produtos cosméticos, pode funcionar de acordo com o mesmo princípio e pode substituir experimentos com animais no futuro. Outra vantagem:se os biossensores estiverem ligados a uma unidade de avaliação, as medições podem ser contínuas e automatizadas.

p Condutor, Bio-compatível, imprimível

p A preparação dos biossensores descritos é cara e complexa, porém:os eletrodos são feitos de um material biocompatível e eletricamente condutor, como ouro ou platina. A produção de microeletrodos requer um processo litográfico complicado. O resultado:os laboratórios muitas vezes não compram esses biossensores por causa dos altos custos, e o exame das culturas de células continua a ser realizado manualmente ao microscópio. Como alternativa aos metais preciosos, Contudo, o grafeno agora pode ser usado como material para os eletrodos. As vantagens do material de carbono:é eletricamente condutor, biocompatível e, se na forma de uma tinta, pode ser impresso em superfícies.

p Cientistas do Instituto Fraunhofer de Engenharia Biomédica IBMT em St. Ingbert, na região de Saarland, na Alemanha, utilizaram essa tinta de grafeno. Juntamente com os parceiros da indústria no projeto M-era.Net BIOGRAPHY, que é financiado pelo Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa (BMBF), eles desenvolveram um processo de impressão que torna possível produzir um grande número de biossensores de grafeno em um processo de rolo a rolo econômico. "Nosso protótipo de sistema pode imprimir cerca de 400 biossensores por minuto em uma folha contínua, "Dr. Thomas Velten, Chefe do Departamento de Microssistemas Biomédicos da IBMT e Gerente de Projetos da BIOGRAPHY, diz ao descrever o resultado do trabalho de desenvolvimento. Embora o equipamento de impressão e a tinta de grafeno sejam fornecidos pelos parceiros envolvidos, os cientistas do IBMT cuidaram do design do processo de impressão. "Em particular, é crucial ajustar parâmetros como a viscosidade da tinta, velocidade de impressão, pressão da lâmina raspadora - uma lâmina raspadora limpa o excesso de tinta - e a profundidade do cilindro de impressão para que as estruturas impressas correspondam às dimensões nominais, "explica Velten. Uma equipe interdisciplinar de biólogos e engenheiros do IBMT também desenvolveu uma tinta de proteína, que é impresso diretamente nos eletrodos após o grafeno. Velten:"É só graças às proteínas que as células aderem bem ao eletrodo". Um processo complicado:as energias de superfície da folha e da tinta devem ser adaptadas uma à outra de modo que a transferência da tinta do cilindro de impressão para a folha ocorra de forma otimizada. Particularmente crítico é a secagem das estruturas impressas, já que as proteínas não toleram solventes ou altas temperaturas. Apenas a combinação certa de ingredientes de tinta e método de secagem garantem que a tinta seque com rapidez suficiente.