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Na Alemanha, pesquisadores melhoram significativamente o desempenho de biossensores de oxidase
13 de dezembro de 2025, 12:40

Fonte

Anja Lapac, Centro de Comunicação Corporativa da TUM

Publicação Original

Universidade Técnica de Munique

Áreas

Análises Clínicas, Bioengenharia, Biofísica, Biomateriais, Bioquímica, Biotecnologia, Dispositivos Vestíveis, Engenharia Biológica, Engenharia Biomédica, Modelagem Matemática

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Resumo

Biossensores podem ajudar pessoas com doenças crônicas em todo o mundo a viverem melhor. No entanto, a precisão de suas medições costuma ser relativamente baixa, o que limita as aplicações possíveis.

Os biossensores são usados, por exemplo, no automonitoramento da glicemia, de forma rápida e sem a necessidade de recorrer a um laboratório. Os biossensores também são usados ​​em outras áreas, mas muitas aplicações promissoras exigem maior precisão. Por exemplo, a medição dos níveis de creatinina, um importante indicador da função renal, tem sido imprecisa até o momento. Como resultado, boa parte do potencial dos biossensores permanece inexplorado.

Recentemente, pesquisadores da Universidade Técnica de Munique (TUM), na Alemanha, descobriram uma maneira de aumentar a precisão dos biossensores de oxidase, abrindo caminho para novas aplicações.

No novo estudo, os pesquisadores conseguiram melhorar a precisão de biossensores de oxidase para glicose, lactato e creatinina de aproximadamente 50% para 99%, sem a necessidade de calibração prévia.

O lactato, por exemplo, é medido no monitoramento de pacientes em estado crítico. De acordo com a equipe, essa inovação abre campos de aplicação completamente novos. As descobertas foram publicadas na revista Science Advances.

O problema da falta de precisão dos sensores de oxidase atuais decorre de seu funcionamento: eles usam as enzimas (oxidases) para catalisar a transferência de elétrons de um substrato para o oxigênio molecular. Os elétrons são então transferidos para eletrodos integrados ao sensor, gerando uma corrente elétrica. Quanto maior a concentração de uma substância, maior a corrente elétrica. O problema é que as oxidases não transferem elétrons apenas para o eletrodo — elas também os transferem para o oxigênio no ambiente. Esses elétrons ‘perdidos’ não contribuem para a corrente, enfraquecendo o sinal e fazendo com que a concentração medida pareça menor do que realmente é.

Para resolver isso, os pesquisadores desenvolveram um ‘removedor de oxigênio’: uma enzima álcool oxidase que consome o excesso de oxigênio e o converte em água. Fundamentalmente, essa enzima não reage com as substâncias-alvo reais — glicose, creatinina ou lactato e, após essa ‘limpeza’, resta apenas uma quantidade mínima de oxigênio, permitindo que a oxidase primária transfira praticamente todos os seus elétrons para o sensor.

“Na medicina personalizada, esses biossensores poderiam ajudar a calibrar dispositivos vestíveis, fornecendo dados de saúde mais confiáveis, detectando problemas precocemente e auxiliando na dosagem precisa de medicamentos. Há também potencial na área da saúde impulsionada por Inteligência Artificial (IA), que depende de grandes conjuntos de dados que biossensores aprimorados poderiam ajudar a gerar”, destacou o Dr. Nicolas Plumeré, professor de Eletrobiotecnologia da TUM.

O pesquisador também enxerga oportunidades além da área da Saúde e já está trabalhando em aplicações práticas: sua equipe desenvolveu um teste baseado no mesmo princípio para medir o teor de nitrogênio em plantas de trigo. Isso permitiria ajustes na fertilização no local, evitando a fertilização excessiva. Para os agricultores, isso significa custos mais baixos e menor impacto ambiental.

Em suas publicações, o Portal SciAdvances tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal SciAdvances tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas. 

Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Nicolas Plumeré

Professor de Eletrobiotecnologia da Universidade Técnica de Munique (TUM)

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Science Advances (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Universidade Técnica de Munique (em inglês).

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