p Os biossensores são usados ​​atualmente na área da saúde para monitorar a glicose no sangue; Contudo, eles também têm o potencial de detectar bactérias. Pesquisadores da Universidade de Osaka inventaram um novo biossensor usando grafeno - um material que consiste em uma camada de carbono com um átomo de espessura - para detectar bactérias como as que atacam o revestimento do estômago e que foram associadas ao câncer de estômago. Quando a bactéria interage com o biossensor, São desencadeadas reações químicas que são detectadas pelo grafeno. Para permitir a detecção dos produtos da reação química, os pesquisadores usaram microfluídicos para conter as bactérias em gotículas extremamente pequenas perto da superfície do sensor. p Para fazer a bactéria aderir, os pesquisadores cobriram o grafeno com anticorpos, uma forma comum de ancorar bactérias em superfícies de biossensores. Contudo, embora os anticorpos sejam muito pequenos (~ 10 nm), na escala atômica e em comparação com a camada atômica de grafeno, eles são realmente muito grandes e volumosos. Enquanto as bactérias interagem com os anticorpos, o grafeno não pode detectar essas bactérias diretamente, pois os anticorpos em sua superfície bloqueiam o sinal; esse efeito de bloqueio de sinal é conhecido como triagem de Debye.

p Para superar a limitação de triagem Debye, os pesquisadores decidiram, em vez disso, monitorar as reações químicas realizadas pelas bactérias na presença de certos produtos químicos, que eles adicionaram à pequena gota de água. Os produtos químicos produzidos nas reações são muito menores do que os anticorpos e podem deslizar entre eles facilmente e atingir a superfície do grafeno. Ao analisar apenas as bactérias em pequenas gotículas geradas por meio de microfluídica, as bactérias e seus produtos de reação podem ser mantidos próximos à superfície de grafeno e a concentração dos produtos de reação pode até mesmo ser monitorada ao longo do tempo.

p "Nosso biossensor permite a detecção altamente sensível e quantitativa de bactérias que causam úlceras estomacais e câncer gástrico, limitando sua reação em um microvolume bem definido, "diz o co-autor do estudo, Kazuhiko Matsumoto.

p A superfície de detecção de grafeno é capaz de realimentar os sinais elétricos que variam dependendo de quanto do produto da reação está presente na microgotícula e da rapidez com que está se acumulando. Esses sinais elétricos podem ser usados ​​para calcular o número de bactérias na gota. O grafeno é configurado em uma estrutura de transistor de efeito de campo (FET), o papel do qual é aumentar drasticamente os sinais de detecção elétrica da superfície de detecção de grafeno.

p "Nosso biossensor é essencialmente um mini-laboratório em um FET de grafeno. Este sensor demonstra como os materiais bidimensionais, como o grafeno, estão cada vez mais próximos de serem aplicados em aplicações práticas médicas e de saúde, "diz o primeiro autor Takao Ono.

p Os resultados do estudo podem ser usados ​​para criar um host completo desses biossensores de lab-on-a-grafeno-FET para detectar várias bactérias diferentes. A detecção de pequenas concentrações de bactérias pode ser alcançada em menos de 30 minutos; portanto, este trabalho representa a possibilidade de diagnósticos mais rápidos para bactérias potencialmente nocivas no futuro.