Chip de diagnóstico médico em casa é alimentado sem fios pelo celular

A tecnologia dispensa todas as partes móveis do biochip. [Imagem: Christopher T. Ertsgaard et al. - 10.1038/s41467-022-29405-2]

Chip microfluídico

Um novo chip microfluídico para diagnóstico de doenças usa um número tão pequeno de componentes que ele pode ser alimentado sem fio por um telefone celular.

A inovação abre as portas para testes médicos em casa mais rápidos e mais acessíveis.

A microfluídica envolve a manipulação de líquidos em uma escala muito pequena. Uma das aplicações mais populares na área é o desenvolvimento da tecnologia dos biochips, ou laboratórios em um chip, que tem permitido criar dispositivos que podem diagnosticar doenças a partir de uma amostra biológica muito pequena, como uma gota de sangue ou urina, por exemplo.

Um grande obstáculo para tornar esses sofisticados chips de diagnóstico mais amplamente disponíveis - para identificar a cepa específica da covid-19 ou medir biomarcadores como glicose ou colesterol, por exemplo - está no fato de que eles precisam de inúmeras partes móveis para selar o líquido, além de bombas e tubos para manipular o líquido e fios para ativar essas bombas - todos materiais difíceis de miniaturizar ao nível micro.

Agora, Christopher Ertsgaard e seus colegas da Universidade de Minnesota (EUA) conseguiram criar um chip microfluídico que funciona sem todos esses componentes volumosos.

A tecnologia é a mesma usada nos cartões de pagamento por proximidade.
[Imagem: Christopher T. Ertsgaard et al. - 10.1038/s41467-022-29405-2]

Inspiração nas garrafas de vinho

A equipe se inspirou em um fenômeno do mundo real muito conhecido dos apreciadores de vinho: As "pernas", ou longas gotas que se formam dentro de uma garrafa de vinho devido à tensão superficial causada pela evaporação do álcool.

Dentro de um chip de 2 x 2 cm, os pesquisadores colocaram minúsculos eletrodos muito próximos uns dos outros, gerando campos elétricos fortes o suficiente para puxar as gotículas da amostra pelo chip, criando uma "perna" semelhante de líquido onde fica fácil detectar as moléculas.

Como os eletrodos são colocados tão próximos uns dos outros, com apenas 10 nanômetros de espaço entre eles, o campo elétrico resultante fica tão forte que o chip precisa de menos de um volt de eletricidade para funcionar. Essa voltagem incrivelmente baixa permitiu que os pesquisadores ativassem o chip usando sinais de comunicação de campo próximo de um celular, a mesma tecnologia usada para os cartões de pagamento por proximidade.

"Este é um conceito novo e muito empolgante," disse Ertsgaard. "Com escalonamento e fabricação de alta densidade, podemos trazer essas tecnologias sofisticadas para diagnósticos domésticos a um custo mais acessível."

A equipe iniciou uma empresa emergente para comercializar a plataforma de microchip, que foi projetado para ter amplas aplicações na detecção de vírus, patógenos, bactérias e outros biomarcadores em amostras líquidas.

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