Um “bafômetro” para monitorar o diabetes

Pacientes diabéticos muitas vezes recebem o diagnóstico desta doença após uma série de exames de sangue relacionados com glicose em ambientes hospitalares, e depois ter de monitorar sua condição diária através de métodos caros e invasivos. Mas, e se pudesse ser diagnosticado e monitorizado através de métodos não invasivos, mais baratos?

Químicos da Universidade de Pittsburgh demonstraram uma tecnologia de sensores que podem simplificar significativamente o diagnóstico e monitoramento do diabetes somente através da análise do fôlego. Seus resultados foram publicados na última edição do Journal of the American Chemical Society ( JACS ).

Mesmo antes dos exames de sangue serem prescritos, aqueles com diabetes muitas vezes reconhecem os sintomas da condição por meio de sua respiração acetonada, um odor característico “frutado”, que aumenta significativamente com os níveis elevados de glicose. A equipe de Pittsburgh ficou interessada neste biomarcador como sendo uma possível ferramenta de diagnóstico.

Uma imagem de microscopia electrónica de transmissão do material híbrido revelando a formação de "dióxido de titânio em uma vara".
Uma imagem de microscopia eletrônica de transmissão do material híbrido revelando a formação de “dióxido de titânio em uma vara”.

“Uma vez que os pacientes são diagnosticados com diabetes, eles têm que monitorar sua condição para o resto de suas vidas”, disse Alexander Star, principal pesquisador do projeto e professor de química da universidade. “Dispositivos de monitoramento atuais são baseados principalmente na análise de glicose no sangue, por isso o desenvolvimento de um dispositivo alternativo não-invasivo, barato e fácil de usar, como um simples analisador do hálito, pode mudar completamente o paradigma do auto-monitoramento”.

Junto com seus colegas, Dan Sorescu, um físico pesquisador no Laboratório Nacional de Energia Tecnologia e Mengning Ding, um estudante de pós-graduação de química em Pittsburgh – Star usou o que é chamado de “abordagem de sol-gel”, um método para a utilização de pequenas moléculas (muitas vezes em uma escala nanométrica) para produzir materiais sólidos. A equipe combinou o dióxido de titânio, um composto inorgânico utilizado em produtos de cuidados com o corpo, como maquiagem, com nanotubos de carbono que atuavam como “espetos” para manter as partículas em conjunto. Estes nanotubos foram usados ​​porque eles são mais fortes que o aço e menor que qualquer elemento eletrônico à base de silício.

Este método, que os pesquisadores chamam de brincadeira “de dióxido de titânio em uma vara”, efetivamente combina as propriedades elétricas dos tubos com os poderes de iluminação do dióxido de titânio. Eles, então, criaram o dispositivo sensor usando esses materiais como um semicondutor elétrico, medindo sua resistência elétrica (o sinal do sensor).

Os pesquisadores descobriram que o sensor pode ser ativado com luz para produzir uma carga elétrica. Isso levou-os a “cozinhar” os “espetos” no sensor sob a luz ultravioleta para medir os vapores de acetona, que eles encontraram ser menores do que as sensibilidades reportadas anteriormente.

“Nossas medições têm excelentes capacidades de detecção”, disse Star. “Se um tal sensor puder ser desenvolvido e comercializado, poderá transformar a maneira como os pacientes com diabetes irão monitorar os seus níveis de glicose.”

A equipe está atualmente trabalhando em um protótipo do sensor, com planos para testá-lo em amostras de respiração humana muito em breve.

O estudo “A transferência foto-induzida de carga e acetona Sensibilidade de Single-Walled Híbridos Dióxido de Carbono nanotubos de titânio”, foi publicado pela primeira vez no JACS online do dia 5 de junho. O trabalho foi realizado em apoio à pesquisa em andamento no Laboratório Nacional de Tecnologia da Energia.

 

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