O teste rápido à base de óxido de grafite ajuda a detectar infecções?


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Junto com parceiros do projeto, os pesquisadores da Fraunhofer IZM estão desenvolvendo uma prática plataforma de sensores baseada em óxido de grafeno que tornará possível detectar infecções agudas como sepse ou anticorpos contra o coronavírus em poucos minutos.

Uma Gota de Sangue é Suficiente para Diagnóstico

Não é apenas a situação atual da pandemia do COVID 19 que mostra como é importante detectar infecções de forma rápida e precisa para que outras infecções possam ser prevenidas. Os diagnósticos de infecções virais ou bacterianas são freqüentemente feitos com base nos sintomas. Isto pode levar rapidamente a interpretações errôneas, já que algumas infecções causam cursos semelhantes de doença. Os exames de sangue proporcionam certeza, mas só são realizados em laboratórios sob prescrição do médico de clínica geral. Quando os resultados da análise chegam, um antibiótico que pode não ser necessário já está muitas vezes prescrito.

Desde abril de 2018, pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Confiabilidade e Microintegração IZM, em Berlim, estão trabalhando em uma plataforma de sensores baseada em óxido de grafeno no projeto Graph-POC, que visa resolver precisamente estes desafios no diagnóstico de infecções.

Apenas uma gota de sangue ou saliva deve ser necessária para realizar uma análise precisa. A gota é colocada na superfície do sensor, e em poucos minutos aparece um resultado comunicado por sinais elétricos - no consultório do médico de família, de acordo com os cientistas. De acordo com os pesquisadores, os longos testes de laboratório do sangue seriam assim substituídos por um teste rápido que proporcionaria certeza em apenas 15 minutos. Uma forma apropriada de tratamento ou antibióticos adequados poderia então ser prescrita.

Anticorpos também em foco

O teste também poderia ser projetado para detectar anticorpos no caso de uma infecção que já tenha ocorrido. Os pesquisadores do Fraunhofer IZM estão atualmente se concentrando nesta aplicação para detectar infecções anteriores com o vírus COVID-19 e assim, por exemplo, para identificar caminhos de infecção.

Como o corpo humano produz certas moléculas ou proteínas durante uma infecção que pode ser usada como biomarcador, as moléculas de captura são colocadas na superfície do sensor da plataforma baseada em óxido de grafeno para detectá-las. Se uma infecção está presente é então determinada por medições diferenciais sobre a concentração dos biomarcadores, disse ele.

Óxido de grafite em estrutura tridimensional em forma de flocos

A característica especial da plataforma de sensores é o material utilizado: o óxido de grafeno se distingue particularmente pelo fato de ser um material eletricamente condutor e biocompatível e permite uma detecção particularmente confiável. Na microeletrônica, até agora só foi utilizado em sua forma original 2-D.

Entretanto, os pesquisadores do Fraunhofer IZM estão agora aplicando-o em uma estrutura em 3-D sob a forma de flocos. Esta forma tridimensional aumenta a área de medição e também a precisão das medidas, enfatizam os cientistas.

Aplicação Corona tem prioridade

Manuel Bäuscher, cientista do Fraunhofer IZM e líder do subprojeto Graph-POC financiado pelo Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa BMBF, vê grandes perspectivas nos sensores de óxido de grafeno: "A partir do campo médico atual, podemos também evoluir para o chamado ponto de necessidade, ou seja, para a tecnologia ambiental e a detecção de influências ambientais. Mas primeiro, é claro, a aplicação corona tem prioridade".

A disposição em 3-D dos flocos de óxido de grafite e a sensibilidade resultante também abrem outras aplicações. Por exemplo, gases nocivos, como monóxido de carbono ou acetona, poderiam ser detectados mesmo à temperatura ambiente. Para sensores de corrente deste tipo, os gases devem primeiro ser aquecidos para que possa ocorrer uma reação superficial. Ao combinar os óxidos metálicos com a superfície sensível do sensor de grafeno, no entanto, ele reage mesmo a temperaturas mais baixas.

Detecção de anticorpos após a infecção por Coronavírus em cerca de um ano?

A fim de ampliar o processo de fabricação para a produção em massa, os pesquisadores da Fraunhofer IZM estão enfrentando outro desafio: o revestimento com óxido de grafeno deve acontecer no nível da pastilha, para que centenas de cavacos possam ser processados de uma só vez.

Até que os testes rápidos estejam prontos para aplicação, os sensores baseados em óxido de grafite devem ser embutidos em um suporte plástico e a confiabilidade do sistema testada. Regularmente, o projeto vai até a primavera de 2021 em relação à detecção de infecções, mas os cientistas esperam que a verificação do sensor em relação ao coronavírus não possa ser feita por mais um ano.

Os parceiros participantes do projeto são Charité, Aptarion Biotech AG, Technische Universität Berlin, MicroDiscovery GmbH e alpha-board GmbH. O projeto é financiado pelo Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa BMBF.