Cientistas desenvolvem sensores óticos inovadores para deteção de vírus e bactérias
Equipa de investigação alemã alcançou avanço significativo na deteção de vírus e bactérias através de abordagem revolucionária. Com a utilização de nanotubos de carbono fluorescentes com estruturas de ancoragem de ADN, os cientistas criaram sensores óticos modulares altamente sensíveis e seletivos.
A equipa de investigação interdisciplinar da Ruhr University Bochum (Alemanha), do Fraunhofer Institute for Microelectronic Circuits and Systems e da ETH Zurich desenvolveram uma abordagem inovadora para construir sensores óticos em módulos capazes de detetar vírus e bactérias. Estas abordagens utilizaram nanotubos de carbono fluorescentes com estruturas de ancoragem de ADN que atuam como cabos moleculares.
Uma nova abordagem sensível para deteção ótica de biomoléculas
Os nanotubos de carbono usados como sensores têm um diâmetro inferior a um nanómetro e emitem uma luz na faixa do infravermelho próximo quando irradiados com a luz visível. Esta luz do infravermelho próximo não é visível ao olho humano, mas é perfeita para aplicações óticas devido à redução de outros sinais nesta faixa do espectro. Outros estudos anteriores já tinham demonstrado que a fluorescência dos nanotubos pode ser manipulada para detetar as biomoléculas vitais.
Nesta investigação agora publicada, a equipa utilizou estruturas de ADN com defeitos quânticos de guanina, que foram ligadas aos nanotubos para criar defeitos em suas estruturas cristalinas. Como resultado, a fluorescência dos nanotubos foi modificada ao nível quântico. Esses defeitos também funcionaram como cabos moleculares, permitindo a introdução de unidades de deteção, como aptâmeros ou anticorpos, que se ligam a moléculas bacterianas ou virais específicas.
Alta fiabilidade na deteção seletiva de proteínas do SARS-CoV-2
Para demonstrar a eficácia do sensor, o grupo usou a proteína spike do SARS-CoV-2 como exemplo e ligou aptâmeros que se ligam seletivamente a esta proteína. Os sensores patentearam alta fiabilidade na deteção da proteína do SARS-CoV-2, e a seletividade dos sensores com defeitos quânticos de guanina foi maior em comparação aos sensores sem esse defeito.
Near-Infrared Fluorescent Biosensors Based on Covalent DNA Anchors | Journal of the American Chemical Society @KrussLab @ruhrunibochum #NIR #Fluorescence #Biosensors #Covalent #DNA #Anchors https://t.co/ByR2QP1zN0
— J. Am. Chem. Soc. (@J_A_C_S) June 28, 2023
Além disso, os sensores com defeitos quânticos de guanina foram mais estáveis em solução, o que é importante para aplicações diagnósticas em ambientes complexos, como amostras de sangue ou tecidos.
Esta abordagem oferece um método altamente sensível e seletivo para deteção de vírus e bactérias, e a personalização dos sensores pode ser feita com facilidade, tornando-os versáteis para diferentes aplicações. Esta investigação foi publicada no Journal of the American Chemical Society em junho de 2023.