Biossensor impresso calcula quantidade de moléculas antioxidantes
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Biossensor desenvolvido pelo Químico Fellipe Pavinatto
O Químico e pesquisador Felippe José Pavinatto, do Instituto de Física da USP de São Carlos (IFSC) utilizou técnicas de impressão gráfica para fabricar um biossensor capaz de calcular a quantidade de moléculas antioxidantes presentes no salimentos, bebidas e cosméticos. Importantes no funcionamento do sistema imunológico, os antioxidantes previnem o envelhecimento de tecidos por combater os radicais livres, que são átomos ou moléculas altamente reativos e que podem levar a doenças como Mal de Parkinson e de Alzheimer, diabetes e câncer.
Pavinatto conta que o interesse surgiu durante seu estágio de doutorado na Universidade de Valladolid (Espanha),onde um grupo de pesquisadores trabalha com a análise de vinhos. “Na época, propusemos a fabricação de um biossensor com a mesma enzima que utilizei neste trabalho [tirosinase, também conhecida como poli(fenol) oxidase]”, explica.
O Químico brasileiro utilizou dois métodos de impressão: jato de tinta e rotogravura (utilizada na impressão de jornais, embalagens e outros materiais),responsáveis, respectivamente, pela impressão dos eletrodos e da camada ativa desse dispositivo bioeletrônico. A tinta utilizada é à base dos seguintes materiais orgânicos: polissacarídeo carboximethil-celulose, usado como espessante; o açúcar trealose, usado como estabilizante da enzima; e o surfactante triton X-100, usado para controlar a tensão superficial da tinta; e enzima tirosinase, responsável por fazer a quantificação de antioxidantes.
As impressões foram feitas com impressoras fabricadas especificamente para pesquisa. “A técnica com jatos de tinta foi escolhida porque queríamos eletrodos de alta resolução”, explica Pavinatto. Já a rotogravura foi usada para a camada ativa com o objetivo de depositar filmes padronizados sobre grandes áreas e de forma rápida.
De acordo com o pesquisador do IFSC, os métodos mais usados para deposição da camada ativa no processo de fabricação de biossensores são outros, como o Langmuir-Blodgett, o spin-coating, dip-coating e o layer-by-layer. Entretanto, Pavinatto afirma que esses métodos não podem ser executados com a mesma rapidez da impressão via rotogravura e, na maioria dos casos, são aplicáveis somente a uma apequena área de superfície de cada vez..O novo método cria as condições paraum processo rápido e adaptável de pro-dução em escala industrial.
A etapa de fabricação do dispositivo foi realizada em colaboração com pesquisadores da Universidade da Califórnia, de Berkeley (EUA), e da Universidade Federal do Maranhão. Em janeiro deste ano, o artigo referente ao trabalho foi publicado na revista “Biosensors and Bioelectronics”.
Aplicações – Segundo Pavinatto, o biossensor poderá ser utilizado por indústrias e órgãos de regulamentação e que realizam controle de qualidade de produtos. Como exemplo de segmento industrial, ele cita o cosmético, “umavez que cremes com antioxidantes são hoje muito explorados”.
O biossensor funciona conectado a um analisador de impedância (do tamanho aproximado de um CPU de computador) para que a medida seja feita.Como forma de miniaturizar o protótipo, esse analisador deve ser substituído em breve por uma placa de circuito e baterias, conjunto que vem sendo desenvolvido por meio de parceria pelo professor Ranylson Marcello Leal Savedra, da Universidade Federal de Ouro Preto (MG).
De acordo com Pavinatto, testes mostraram que a resposta de impedância do biossensor varia linearmente coma concentração de um antioxidante modelo (pirogalol) em uma solução modelo (tampão fosfato). “Medidas de controle com dispositivos fabricados pelo mesmo método de impressão e com a mesma tinta, porém sem enzima, não funcionam da mesma maneira. Isso demonstra que a enzima impressa permanece ativa e que o dispositivo tem especificidade a antioxidantes”,salienta. Com os resultados obtidos, o biossensor já é considerado pronto em escala laboratorial.
Contudo, o pesquisador ressalta que outros pontos precisam ser estudados,como a estabilidade da tinta e dos filmes bioativos impressos com o tempo,além da influência de interferentes nas medidas, para que seja possível realizar a transferência da tecnologia, visando a fabricação de um produto viável comercialmente. “Os estudos precisariam ser feitos em parceria com uma empresa”, informa.
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