(Phys.org) - Los investigadores han creado un nuevo tipo de biosensor que puede detectar concentraciones mínimas de glucosa en la saliva, lágrimas y orina y podría fabricarse a bajo costo porque no requiere muchos pasos de procesamiento para producir.

"Es una forma intrínsecamente no invasiva de estimar el contenido de glucosa en el cuerpo, "dijo Jonathan Claussen, ex estudiante de doctorado de la Universidad de Purdue y ahora científico investigador en el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. "Porque puede detectar glucosa en la saliva y las lágrimas, es una plataforma que eventualmente podría ayudar a eliminar o reducir la frecuencia del uso de pinchazos para las pruebas de diabetes. Estamos probando su funcionalidad ".

El estudiante de doctorado de Claussen y Purdue, Anurag Kumar, dirigió el proyecto, trabajando con Timothy Fisher, profesor de Purdue de ingeniería mecánica; D. Marshall Porterfield, profesor de ingeniería agrícola y biológica; y otros investigadores del Centro de Nanotecnología Birck de la universidad.

Los hallazgos se detallan en un artículo de investigación que se publica esta semana en la revista. Materiales funcionales avanzados .

"La mayoría de los sensores suelen medir la glucosa en sangre, ", Dijo Claussen." Muchos en la literatura no pueden detectar la glucosa en las lágrimas y la saliva. Lo que es único es que podemos sentir en los cuatro sueros humanos diferentes:la saliva, sangre, lágrimas y orina. Y eso no se ha demostrado antes ".

El papel, aparece en la portada de la revista, fue escrito por Claussen, Kumar, Pescador, Los investigadores de Porterfield y Purdue, David B. Jaroch, M. Haseeb Khawaja y Allison B. Hibbard.

El sensor tiene tres partes principales:capas de nanohojas que se asemejan a pequeños pétalos de rosa hechos de un material llamado grafeno, que es una película de carbono de un solo átomo de espesor; nanopartículas de platino; y la enzima glucosa oxidasa.

Cada pétalo contiene algunas capas de grafeno apilado. Los bordes de los pétalos están colgando, enlaces químicos incompletos, defectos donde se pueden adherir nanopartículas de platino. Los electrodos se forman mediante la combinación de los pétalos de nanohojas y las nanopartículas de platino. Luego, la glucosa oxidasa se adhiere a las nanopartículas de platino. La enzima convierte la glucosa en peróxido, que genera una señal en el electrodo.

"Típicamente, cuando desea hacer un biosensor nanoestructurado, debe seguir muchos pasos de procesamiento antes de llegar al producto final del biosensor, "Dijo Kumar." Eso implica litografía, procesamiento químico, grabado y otros pasos. Lo bueno de estos pétalos es que se pueden cultivar en casi cualquier superficie, y no necesitamos seguir ninguno de estos pasos, por lo que podría ser ideal para la comercialización ".

Además de las pruebas de diabetes, la tecnología podría usarse para detectar una variedad de compuestos químicos para probar otras condiciones médicas.

"Debido a que usamos la enzima glucosa oxidasa en este trabajo, está diseñado para la diabetes, ", Dijo Claussen." Pero podríamos simplemente cambiar esa enzima con, por ejemplo, glutemato oxidasa, para medir el neurotransmisor glutamato para realizar pruebas de Parkinson y Alzheimer, o etanol oxidasa para controlar los niveles de alcohol para un alcoholímetro. Es muy versátil rápido y portátil ".

La tecnología es capaz de detectar glucosa en concentraciones tan bajas como 0.3 micromolar, mucho más sensible que otros biosensores electroquímicos basados ​​en grafeno o grafito, nanotubos de carbono y nanopartículas metálicas, Claussen dijo

"Estos son los primeros hallazgos que reportan un límite de detección tan bajo y, al mismo tiempo, un rango de detección tan amplio, " él dijo.

El sensor es capaz de distinguir entre glucosa y señales de otros compuestos que a menudo causan interferencias en los sensores:ácido úrico, ácido ascórbico y acetaminofén, que se encuentran comúnmente en la sangre. A diferencia de la glucosa, se dice que esos compuestos son electroactivos, lo que significa que generan una señal eléctrica sin la presencia de una enzima.

La glucosa por sí sola no genera una señal, pero primero debe reaccionar con la enzima glucosa oxidasa. La glucosa oxidasa se utiliza en tiras reactivas comerciales para la diabetes para medidores de diabetes convencionales que miden la glucosa con un pinchazo en el dedo.