(Phys.org) -- I ricercatori hanno creato un nuovo tipo di biosensore in grado di rilevare minime concentrazioni di glucosio nella saliva, lacrime e urina e potrebbe essere prodotto a basso costo perché non richiede molte fasi di lavorazione per produrre.

"È un modo intrinsecamente non invasivo per stimare il contenuto di glucosio nel corpo, " ha detto Jonathan Claussen, un ex studente di dottorato della Purdue University e ora ricercatore presso il Naval Research Laboratory degli Stati Uniti. "Perché può rilevare il glucosio nella saliva e nelle lacrime, è una piattaforma che potrebbe eventualmente aiutare a eliminare o ridurre la frequenza dell'uso delle punture di spillo per i test del diabete. Stiamo dimostrando la sua funzionalità".

Claussen e il dottorando della Purdue Anurag Kumar hanno guidato il progetto, lavorare con Timothy Fisher, un professore di ingegneria meccanica alla Purdue; D. Marshall Porterfield, un professore di ingegneria agraria e biologica; e altri ricercatori presso il Birck Nanotechnology Center dell'università.

I risultati sono dettagliati in un documento di ricerca pubblicato questa settimana sulla rivista Materiali funzionali avanzati .

"La maggior parte dei sensori in genere misura il glucosio nel sangue, " Claussen ha detto. "Molti in letteratura non sono in grado di rilevare il glucosio nelle lacrime e nella saliva. La cosa unica è che possiamo percepire in tutti e quattro i diversi sieri umani:la saliva, sangue, lacrime e urina. E questo non è mai stato dimostrato prima".

La carta, presente sulla copertina del giornale, è stato scritto da Claussen, Kumar, Pescatore, I ricercatori di Porterfield e Purdue David B. Jaroch, M. Haseeb Khawaja e Allison B. Hibbard.

Il sensore ha tre parti principali:strati di nanofogli simili a minuscoli petali di rosa realizzati con un materiale chiamato grafene, che è un film di carbonio dello spessore di un singolo atomo; nanoparticelle di platino; e l'enzima glucosio ossidasi.

Ogni petalo contiene alcuni strati di grafene impilati. I bordi dei petali hanno penzolanti, legami chimici incompleti, difetti in cui le nanoparticelle di platino possono attaccarsi. Gli elettrodi sono formati combinando i petali del nanofoglio e le nanoparticelle di platino. Quindi la glucosio ossidasi si attacca alle nanoparticelle di platino. L'enzima converte il glucosio in perossido, che genera un segnale sull'elettrodo.

"Tipicamente, quando vuoi realizzare un biosensore nanostrutturato devi utilizzare molti passaggi di elaborazione prima di raggiungere il prodotto finale del biosensore, " Kumar ha detto. "Ciò coinvolge la litografia, lavorazione chimica, incisione e altri passaggi. La cosa buona di questi petali è che possono essere coltivati ​​praticamente su qualsiasi superficie, e non è necessario utilizzare nessuno di questi passaggi, quindi potrebbe essere l'ideale per la commercializzazione."

Oltre al test del diabete, la tecnologia potrebbe essere utilizzata per rilevare una varietà di composti chimici per testare altre condizioni mediche.

"Poiché abbiamo usato l'enzima glucosio ossidasi in questo lavoro, è pensato per il diabete, " ha detto Claussen. "Ma potremmo semplicemente scambiare quell'enzima con, Per esempio, glutemato ossidasi, misurare il neurotrasmettitore glutammato per testare il Parkinson e l'Alzheimer, o etanolo ossidasi per monitorare i livelli di alcol per un etilometro. è molto versatile, veloce e portatile."

La tecnologia è in grado di rilevare il glucosio in concentrazioni fino a 0,3 micromolari, molto più sensibile di altri biosensori elettrochimici basati su grafene o grafite, nanotubi di carbonio e nanoparticelle metalliche, Claussen ha detto

"Questi sono i primi risultati a segnalare un limite di rilevamento così basso e, allo stesso tempo, un campo di rilevamento così ampio, " Egli ha detto.

Il sensore è in grado di distinguere tra glucosio e segnali provenienti da altri composti che spesso causano interferenze nei sensori:acido urico, acido ascorbico e paracetamolo, che si trovano comunemente nel sangue. A differenza del glucosio, si dice che quei composti siano elettroattivi, il che significa che generano un segnale elettrico senza la presenza di un enzima.

Il glucosio da solo non genera un segnale ma deve prima reagire con l'enzima glucosio ossidasi. La glucosio ossidasi viene utilizzata nelle strisce reattive per il diabete in commercio per i misuratori del diabete convenzionali che misurano il glucosio con una puntura di spillo.