Bolsista da CAPES desenvolve sensor de glicose nanoestruturado

Uma equipe de pesquisadores dos institutos de Física e de Química da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), da qual a ex-bolsista da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Adriana Rodrigues faz parte, desenvolveu um dispositivo que mede glicose com sensibilidade e velocidade equivalentes às dos sensores que são atualmente comercializados. Feito de materiais compatíveis com tecidos vivos, o sensor tem potencial para ser implantado no corpo de pacientes diabéticos para que possam monitorar seus níveis de glicose em sangue de forma contínua.

O sensor foi desenvolvido no Laboratório de Espectroscopia de Elétrons da UFRGS, ao longo das pesquisas de mestrado e doutorado de Adriana Rodrigues realizadas com bolsas da CAPES e CNPq. Em ambos os trabalhos, Rodrigues teve orientação do professor Jonder Morais, do Instituto de Física da UFRGS, e co-orientação da professora Maria do Carmo Martins Alves, do Instituto de Química da mesma universidade.

O sensor foi apresentado pelos pesquisadores em artigo publicado no periódico científico Applied Surface Science, da editora Elsevier. O artigo recebeu destaque da revista mediante uma matéria de divulgação científica, escrita em inglês, publicada na seção Highlighted articles do periódico. A matéria também foi publicada no site Materials Today , dedicado a novidades da pesquisa em materiais no mundo.

Para a pesquisadora, o apoio de agências de fomento como a CAPES é de fundamental importância na execução de pesquisas. “Além de fornecer o suporte financeiro para o desenvolvimento da pesquisa, a CAPES também forneceu a minha bolsa de mestrado. Acredito que sem essa contribuição a realização desse estudo não teria sido possível”, disse.

Dispositivo
O sensor gaúcho é composto por uma lâmina de aço inoxidável e um filme nanoestruturado, formado por nanocolunas de óxido de zinco (de cerca de 80 nm de diâmetro e 1 micrometro de comprimento), perpendiculares à base e cobertas por uma enzima chamada glicose oxidase.

Essa enzima é a responsável por desencadear e catalisar uma série de reações redox, que consistem na transferência de elétrons entre as moléculas. No final das reações, é gerado um sinal elétrico proporcional à concentração de glicose do meio em que o sensor está inserido. O óxido de zinco, além de ser um material semicondutor capaz de transmitir os sinais elétricos, permite a adesão das moléculas de glicose oxidase à sua superfície. Finalmente, o aço inox, material resistente e estável, além de conduzir os sinais elétricos por ser um metal, funcionou como um substrato estável para se depositar o óxido de zinco.

Inicialmente, a equipe testou vários procedimentos de produção de óxido de zinco de forma a controlar sua morfologia, e escolheu a chamada “deposição por banho químico”, um processo simples e barato. Outro desafio superado foi a imobilização das enzimas na superfície das nanocolunas de óxido de zinco. A partir de medidas realizadas no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, os cientistas conseguiram compreender melhor os fenômenos envolvidos na adesão da enzima ao óxido de zinco.

Para Adriana, o estudo tem um forte impacto na ciência, pois é a aplicacão direta de um material pesquisado, de um trabalho acadêmico que pode tornar mais simples e mais barato a aquisição do dispositivo para as pessoas que fazem uso diariamente de um sensor de glicose. “O impacto desse estudo para a realidade brasileira mostra que são necessários mais trabalhos focados na interacäo da indústria com a pesquisa. A possibilidade de comercializar esse tipo de sensor no futuro depende do investimento da indústria na produção do dispositivo”, completou.

Acesse aqui o Artigo científico Rodrigues, A., et al. "Development and surface characterization of a glucose biosensor based on a nanocolumnar ZnO film," Applied Surface Science (2017).

( Com informações do instituto Nacional de Engenharia de Superfícies )