巴西 圣保罗州坎皮纳斯国家纳米技术实验室(LNNano)的研究人员开发的一种生物传感器已被证明能够检测与神经退行性疾病和某些类型的癌症相关的分子。

该装置基本上是一个单层有机纳米级晶体管在玻片上。它含有肽谷胱甘肽(GSH)的还原形式,当它与谷胱甘肽s -转移酶(GST)接触时,会以一种特定的方式发生反应,而谷胱甘肽s -转移酶与帕金森病、阿尔茨海默病和乳腺癌等疾病有关。GSH-GST反应由晶体管检测,可用于诊断目的。

该项目侧重于研究人员在一系列知识领域开发即时护理设备,使用功能材料生产用于快速诊断的简单传感器和微流体系统。

“像这样的平台可以用来快速、安全、相对便宜地诊断复杂的疾病,使用纳米级系统来识别分析材料中感兴趣的分子,”LNNano功能设备与系统实验室(DSF)负责人、该项目研究小组成员卡洛斯·塞萨尔·博夫·布丰解释说,他的首席研究员是劳洛·久保田,坎皮纳斯大学化学研究所(IQ-UNICAMP)教授。

Bufon说,除了便携性和低成本外,纳米生物传感器的优势还包括其检测分子的灵敏度。

他解释说:“这是有机晶体管技术首次用于检测GSH-GST对,这对诊断退行性疾病很重要。”“由于其纳米灵敏度,该设备可以检测到这些分子,即使它们在被检测材料中的含量很低。”一纳米(nm)是一米的十亿分之一(10-9米),或毫米的百万分之一。

该系统可以用于检测其他物质,例如与不同疾病相关的分子和污染材料中存在的元素,以及其他应用。这需要将传感器中的分子替换为与测试目标化学物质发生反应的其他分子,这些分子被称为分析物。

该团队正在研究基于纸张的生物传感器,以进一步降低成本,提高便携性,便于制造和处理。

挑战在于纸张通常是一种绝缘体。Bufon已经开发出一种技术,通过在纤维素纤维中浸透具有导电特性的聚合物,使纸具有导电性,并能够传输传感数据。

该技术是基于导电聚合物的原位合成。为了使聚合物不停留在纸张表面,它们必须在纤维素纤维的孔隙内部和孔隙之间合成。这是通过气相化学聚合完成的:将液体氧化剂渗透到纸中,然后将其暴露在气相的单体中。单体是一种低分子量分子,能够与相同或不同的低分子量分子反应形成聚合物。

单体在纸下蒸发,并在亚微米尺度上穿透纤维的孔隙。在孔内,它们与氧化剂混合,并在那里开始聚合过程,使整个材料浸渍。

聚合纸获得了聚合物的导电性能。这种导电性可以通过操纵嵌入纤维素纤维中的元素来调节,这取决于纸张设计的应用。因此,该装置可以是导电的,允许电流流动而没有重大损失,或者是半导体的,与特定分子相互作用,并作为物理,化学或电化学传感器。