Eletrônica

Nanotransistores medem sinais dentro das células

Nanotransistores medem sinais dentro das células
Os nanotransistores podem ser inseridos e retirados de uma célula várias vezes sem qualquer dano visível para a célula.[Imagem: Charles Lieber]

Sonda celular

Cientistas da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, usaram nanofios para criar um novo tipo de transístor flexível, em formato de V, que é pequeno o suficiente para funcionar como uma sonda para estudar o interior das células.

Os nanoFETs poderão ser usados para medir o fluxo de íons ou de sinais elétricos dentro das células, principalmente nos neurônios. O dispositivo também pode ser equipado com receptores ou ligantes para investigar a presença de compostos bioquímicos individuais dentro de uma célula.

"Nosso uso desses transistores de efeito de campo em nanoescala, ou nanoFETs, representa a primeira abordagem totalmente nova para estudos intracelulares em décadas, e é a primeira vez que se mede o interior de uma célula com um dispositivo semicondutor," diz o principal autor do estudo, Charles M. Lieber.

Tamanho das células

As sondas celulares mais modernas existentes até agora são 100 vezes maiores do que nanotransístor, o que as torna pouco eficientes, já que são praticamente do tamanho das células, acabando por destrui-las ao tentar analisá-las.

Já o novo transístor - ou biossonda, como os cientistas também o chamam - é menor do que muitos vírus, o que deverá transformá-lo em uma ferramenta importante para estudos biomédicos.

Nanotransistores medem sinais dentro das células
Cada nanotransitor tem menos de 50 nanômetros de tamanho total, com a sonda de nanofio medindo apenas 15 nanômetros de diâmetro. [Imagem: Charles Lieber]

As células humanas podem variar em tamanho de cerca de 10 micrômetros (milionésimos de metro), no caso das células neurais, até 50 micrômetros, no caso das células cardíacas.

Cada nanoFET tem menos de 50 nanômetros de tamanho total, com a sonda de nanofio medindo apenas 15 nanômetros de diâmetro.

Fusão de membrana

O nanofio do transístor é recoberto com uma camada dupla de fosfolipídio, o mesmo material de que são feitas as membranas celulares. Isto permite que eles sejam facilmente inseridos na célula por meio da fusão de membrana, um processo parecido com o utilizado pelas células para engolir bactérias e vírus.

"Isso significa que a inserção dos nanoFETs não é nem de perto tão traumática para a célula como as sondas elétricas atuais. Nós descobrimos que os nanoFETs podem ser inseridos e retirados de uma célula várias vezes sem qualquer dano visível para a célula. Podemos até usá-los para medir continuamente, conforme o dispositivo entra e sai da célula," diz Lieber.

Esta nova biossonda é resultado de uma pesquisa de vários anos da equipe do Dr. Lieber, que deu os primeiros frutos em 2002, com a criação de um dos primeiros nanotransistores. Em 2007 eles demonstraram que seus nanofios podem funcionar como células solares e, agora, como sondas para estudar células.

Bibliografia:

Three-Dimensional, Flexible Nanoscale Field-Effect Transistors as Localized Bioprobes
Bozhi Tian, Tzahi Cohen-Karni, Quan Qing, Xiaojie Duan, Ping Xie, Charles M. Lieber
Science
13 August 2010
Vol.: 329: 830-834
DOI: 10.1126/science.1192033




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