Eletrônica

Grafeno biocompatível lê sinais de células vivas

Grafeno biocompatível lê sinais de células vivas
O grafeno é um material promissor para a bioeletrônica para ele é flexível, quimicamente estável e biologicamente inerte.[Imagem: Advanced Materials]

Elo bio-eletrônico

Pesquisadores alemães construíram um sensor de grafeno que não apenas é compatível com células biológicas, como também é capaz de registrar os sinais elétricos que essas células vivas geram em tempo real.

As interfaces neurais e o controle de equipamentos robotizados com o pensamento têm exigido formas menos invasivas e mais precisas de leitura dos sinais gerados pelos neurônios.

Este novo sensor pode ser o elo que faltava entre a eletrônica e o comando de equipamentos eletrônicos, segundo José Antonio Garrido e seus colegas da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha.

Transístor acionado por líquidos

Os pesquisadores criaram um tipo de transístor de efeito de campo (FET) de grafeno que é acionado por variações no ambiente aquoso ao seu redor.

"O mecanismo de sensoriamento desse componente é muito simples: variações químicas e elétricas no ambiente, nas proximidades da base do transístor, são convertidas em variações na corrente que flui através do transístor," explica Garrido.

Sobre um conjunto de 16 desses transistores acionados por líquidos, os pesquisadores cultivaram uma camada de células do músculo cardíaco.

Grafeno biocompatível lê sinais de células vivas
Esta é uma combinação de imagens ópticas e por fluorescência, mostrando uma camada de células biológicas cobrindo o conjunto de transistores de grafeno. [Imagem: TU Muenchen]

Os transistores não apenas detectaram os potenciais de ação - os disparos elétricos - das células, como também demonstraram que esses sinais podem ser gravados com grande resolução espacial e temporal.

Por exemplo, uma série de disparos das células, com intervalos de alguns milissegundos, movem-se ao longo do circuito de transistores exatamente da mesma forma como eles se propagam ao longo da camada de células.

Isto foi aferido adicionando o hormônio do estresse norepinefrina à camada de células e registrando o aumento na velocidade dos disparos.

Bioeletrônica

O nascente campo da bioeletrônica já envolve pesquisas para a conexão de equipamentos diretamente ao cérebro, aos nervos de pessoas paralisadas, além de implantes para os olhos e ouvidos.

Mas há um gargalo crucial na criação de interfaces entre o biológico e o eletrônico: a não-aceitação dos rígidos componentes eletrônicos pelo organismo, a deterioração dos componentes pelo ambiente "molhado" do corpo e a grande geração de ruído, que impede a captação e a injeção de sinais de boa qualidade.

O grafeno é um material promissor para a bioeletrônica para ele é flexível, quimicamente estável e biologicamente inerte. E os "transistores líquidos" de grafeno apresentaram uma relação sinal/ruído equivalente à dos melhores "transistores secos" tradicionais.

Bibliografia:

Graphene Transistor Arrays for Recording Action Potentials from Electrogenic Cells
Lucas H. Hess, Michael Jansen, Vanessa Maybeck, Moritz V. Hauf, Max Seifert, Martin Stutzmann, Ian D. Sharp, Andreas Offenhaeusser, Jose A. Garrido
Advanced Materials
November 16, 2011
Vol.: 23, Issue 43, pages 5045-5049
DOI: 10.1002/adma.201102990




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