Chip brasileiro detecta vitaminas C e D na saliva em minutos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/04/2024

A inovação brasileira mereceu a capa da revista que publicou a pesquisa.
[Imagem: ACS Applied Nano Materials]

Chip bioeletrônico

Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) desenvolveram um chip bioeletrônico capaz de detectar ao mesmo tempo as vitaminas C e D em fluidos corporais.

Flexível, de fácil utilização e descartável, o chip pode ser adaptado para se tornar um dispositivo vestível, contribuindo para uma nutrição personalizada.

As vitaminas C e D são consideradas micronutrientes de suporte imunológico, participando de vias metabólicas envolvidas na luta contra vírus e bactérias. Monitorar seus níveis no organismo é importante porque garante que elas estejam presentes em valores considerados saudáveis - nem demais, nem de menos.

No entanto, os métodos atualmente disponíveis para isso exigem equipamentos de laboratório caros, operados por profissionais especializados e demandam coleta de sangue, além de gerar resíduos que podem ser nocivos. Outra dificuldade é detectar e analisar essas duas vitaminas ao mesmo tempo, usando o mesmo volume de amostra.

"Isso torna o chip potencialmente mais prático e eficiente, o que possibilita a utilização direta no local de atendimento. Além disso, devido à sua flexibilidade, ele pode ser adaptado para sensores vestíveis, integrados em um mordedor bucal ou até mesmo aplicados diretamente sobre a pele," disse o pesquisador Thiago Martins, responsável pela criação do chip.

Medidor de vitaminas

O chip bioeletrônico incorpora dois sensores distintos, que utilizam corrente elétrica para detectar cada uma das vitaminas. No caso da vitamina D, o sensor é feito de nitreto de carbono grafítico e nanopartículas de ouro e, como elemento ativo, uma camada de anticorpos anti-25(OH)D3, que é a forma mais abundante de vitamina D, devido à sua longa meia-vida. Já o detector da vitamina C é feito de nanopartículas de carbono, funcionando como um sensor eletrocatalítico.

O funcionamento é simples: Basta conectar o chip a um aparelho eletrônico portátil, semelhante ao medidor de glicose, inserir uma amostra de saliva ou soro sanguíneo e aguardar os sinais de corrente elétrica que indicam a presença das vitaminas e seus níveis. O resultado é obtido em menos de 20 minutos.

"Ao imobilizarmos espécies eletroquimicamente ativas na superfície de um dos sensores, conseguimos eliminar a necessidade de marcadores e sondas redox, simplificando o dispositivo e reduzindo a complexidade da análise," disse Thiago.

A mesma arquitetura poderá ser usada para detectar outras vitaminas e outros biomarcadores - como os de câncer, por exemplo.
[Imagem: Thiago S. Martins et al. - 10.1021/acsanm.3c05701]

Detectar outras vitaminas e câncer

Para que o chip bioeletrônico detector de vitaminas C e D fosse desenvolvido, os pesquisadores tiveram que superar uma dificuldade: Garantir que não houvesse interferência entre as vitaminas. Isso significa que a presença de uma vitamina não deveria afetar a detecção da outra no mesmo volume de amostra.

"Para alcançar esse objetivo, desenvolvemos as duas áreas de trabalho, ou seja, os dois sensores do chip, com químicas de superfície distintas e os configuramos para operarem em diferentes potenciais elétricos," contou Thiago.

A seletividade e especificidade do chip foram confirmadas com experimentos de controle, destinados a avaliar potenciais interferências de substâncias normalmente encontradas em amostras de soro e saliva humana, tais como vitamina B12, vitamina B6, vitamina B1, vitamina B3, glicose, lactato, cloreto de sódio e cloreto de potássio.

Os cientistas veem potencial para expandir o dispositivo a fim de detectar outros biomarcadores, incluindo aqueles relacionados a diversos tipos de câncer.

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