Biossensores que usam transistores de efeito de campo mostram uma grande promessa

A demanda por biossensores eletrônicos sensíveis e seletivos – dispositivos analíticos que monitoram um alvo de interesse em tempo real – está crescendo para uma ampla gama de aplicações. Eles são ideais para cuidados de saúde em ambientes clínicos, descoberta de medicamentos, segurança alimentar e controle de qualidade e monitoramento ambiental.

Os biossensores eletrônicos são atraentes devido à sua simplicidade, curto tempo de análise, baixo custo de fabricação, preparação mínima de amostras e potencial para serem usados ​​em campo por pessoal não treinado.

Os pesquisadores da Free University of Bozen-Bolzano e da ETH Zurich revisaram os avanços científicos dos biossensores de efeito de campo de nanotubos de carbono eletrólitos (EG-CNTFET). Esses dispositivos são caracterizados por propriedades eletrônicas superiores e amplificação de sinal intrínseca, e são capazes de detectar uma ampla gama de biomoléculas com alta sensibilidade.

Um dos principais componentes de um biossensor é seu elemento de bioreconhecimento – como enzimas, anticorpos, aptâmeros ou membranas íon-seletivas – que reconhece seletivamente o analito (uma substância cujos produtos químicos são medidos e identificados) de interesse. Os dispositivos de biotransdução convertem a interação entre o elemento de bioreconhecimento e o analito em um sinal elétrico mensurável.

“Os biossensores que usam (transistores de efeito de campo) como elementos de biotransdução são um dos dispositivos mais promissores para aplicações de biossensores, porque já demonstraram alta sensibilidade a vários analitos até a concentração picomolar”, disse Mattia Petrelli, da Universidade Livre de Bozen-Bolzano. . “Entre todos os materiais possíveis que podem ser usados ​​para biossensores baseados em FET, os nanotubos de carbono semicondutores são interessantes, porque possuem propriedades elétricas e químicas favoráveis.”

Ao organizar esses biossensores com diferentes elementos de bioreconhecimento, “é possível obter a detecção seletiva de diferentes analitos, como biomoléculas, biomarcadores de câncer, bactérias e íons, para citar apenas alguns”, disse Petrelli. “Apesar de relatórios que demonstram a potencial tradução desses biossensores para aplicações do mundo real, os desafios devem ser superados antes que estejam disponíveis comercialmente.”

Os biossensores baseados em EG-CNTFET são atualmente capazes de detectar apenas um analito por vez. Diferentes interfaces em meios complexos, como sangue, suor ou saliva, também dificultam a detecção de sinais específicos.

“Isso limita a aplicabilidade desses biossensores para aplicações da vida real”, disse Petrelli. “A seletividade do dispositivo deve ser cuidadosamente avaliada em relação a todos os possíveis agentes interferentes, especialmente em ambientes de detecção complexos. Uma vez que esses desafios sejam enfrentados, podemos imaginar esses biossensores sendo implementados para diversas aplicações em um futuro próximo.”