Duplicação do desempenho do biossensor
Sistema de álcool oxidase para a determinação exacta dos valores metabólicos
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Auto-monitorização da glucose no sangue e ajuste da insulina conforme necessário: Os biossensores tornam isto possível para as pessoas com diabetes - rapidamente e sem necessidade de um laboratório. Os biossensores também são utilizados noutras áreas, mas muitas aplicações promissoras exigem maior precisão. Por exemplo, a medição dos níveis de creatinina, um importante indicador da função renal, tem sido até agora demasiado imprecisa. Por conseguinte, o pleno potencial dos biossensores continua por explorar.
Nicolas Plumeré, Professor de Electrobiotecnologia da TUM, Huijie Zhang, antigo investigador da sua cátedra e atualmente Professor de Novas Energias na Universidade de Ciência e Tecnologia de Nanjing, na China, e Mohamed Saadeldin, um estudante de doutoramento da TUM, propuseram-se mudar esta situação. Num estudo de laboratório, a precisão dos biossensores de oxidase para a glucose, o lactato e a creatinina aumentou de cerca de 50% para 99% - sem necessidade de calibração prévia. O lactato, por exemplo, é medido na monitorização de doentes em estado crítico. Segundo a equipa, esta descoberta abre campos de aplicação inteiramente novos. As suas descobertas foram publicadas na revista Science Advances.
O absorvente de oxigénio é arrumado no interior do sensor
A anterior falta de precisão resulta da forma como estes sensores funcionam. Utilizam oxidases - enzimas que convertem substâncias como a glucose em gluconolactona e electrões. Os electrões são transferidos para eléctrodos incorporados no sensor, gerando uma corrente eléctrica. Quanto maior for a concentração de uma substância, mais forte é a corrente apresentada. O problema: as oxidases não transferem apenas electrões para o elétrodo - também os transferem para o oxigénio no ambiente. Estes electrões "perdidos" não contribuem para a corrente, enfraquecendo o sinal e fazendo com que a concentração medida pareça mais baixa do que realmente é.
Para resolver este problema, os investigadores desenvolveram um sequestrador de oxigénio: uma álcool oxidase que consome o excesso de oxigénio convertendo-o em água. Crucialmente, esta álcool oxidase não reage com as substâncias-alvo reais - glicose, creatinina ou lactato. Após esta "limpeza", resta apenas um mínimo de oxigénio, permitindo que a oxidase primária transfira quase todos os seus electrões para o sensor.
Dos cuidados de saúde à agricultura
"Vemos uma vasta gama de aplicações novas e alargadas e o potencial para eliminar alguns testes de laboratório no futuro", diz Nicolas Plumeré. "Na medicina personalizada, estes biossensores podem ajudar a calibrar dispositivos portáteis, fornecendo dados de saúde mais fiáveis, detectando problemas precocemente e apoiando a dosagem precisa de medicamentos. Há também potencial nos cuidados de saúde orientados para a IA, que dependem de grandes conjuntos de dados que os biossensores melhorados podem ajudar a gerar."
A Plumeré também vê oportunidades para além da medicina e já está a trabalhar em aplicações práticas. Com base no projeto de investigação LiveSen-MAP, a sua equipa desenvolveu um teste baseado no mesmo princípio para medir o teor de azoto nas plantas de trigo. Isto permite ajustar a fertilização no local, evitando a fertilização excessiva. Para os agricultores, isso significa custos mais baixos e menor impacto ambiental.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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