Micromáquinas “nadam” em microdispositivos

 

Em um estudo recente publicado na Nanoscale (Nanoscale, 2017,9, 6286-6290 – DOI: 10.1039/C6NR09750B) pesquisadores da universidade de Alcalá, na Espanha, descreveram uma integração bem-sucedida de micromotores baseados em nanotubos de carbono* a bordo de laboratórios de bolso para operações moleculares complexas. Esses micromotores ou micromáquinas são protegidos por uma camada resistente às proteínas e podem até nadar através de fluidos biológicos complexos por serem controladas por um campo magnético, além de realizarem detecção molecular baseada em fluorescência e transportar carga em plasma sanguíneo simulado.

Normalmente, os laboratórios de bolso requerem pequenas válvulas e bombas para manipular precisamente a amostra, porém esses mecanismos são substituídos por partículas semelhantes a foguetes. As micromáquinas podem mover-se em solução de peróxido de hidrogênio por quebra do peróxido sobre um catalisador de platina, produzindo um fluxo de condução de bolhas de oxigênio.

Segundo os autores do estudo essa nova engenharia micromotora possui considerável potencial para novos laboratórios de bolso baseados no transporte ativo, separação e cultura de bactérias seletivas e simultâneas, e muitos mais. Eles explicam que tal conceito pode ser estendido para a separação seletiva de bactérias e outras células relevantes.

As plataformas desenvolvidas não requerem mecanismos ou bombas externas para a sua operação eficiente, mantendo assim uma promessa considerável para a criação de sistemas portáteis de análise e que portanto podem ser utilizados nas pesquisas de engenheiros químicos nas ciências da vida.

A intenção dos pesquisadores é trabalhar em colaboração com hospitais para desenvolver um protótipo para o diagnóstico de sepse** em crianças recém-nascidas. “Esperamos que um dia este novo aparelho contribua para reduzir as altas taxas de mortalidade associadas a esta grave doença”, disse um dos pesquisadores.

Fonte: Chemistry World.


E a Microfluídica, querido leitor?

Esquema do microdispositivo e do processo de funcionamento. Imagem: Maria-Hormigos et al., 2017. DOI: 10.1039/C6NR09750B

Os microdispositivos foram fabricados em Polidimetilsiloxano (PDMS), possuindo reservatórios de 2 μm e microcanais de ~ 300 μm de largura. Na selagem do microdispositivo os pesquisadores utilizaram lâminas de vidro. Na imagem acima, nós podemos ver o funcionamento do microdispositivo.  A micromáquina captura a partícula (1), transporta pelos microcanais (2, 3) e entra (4) nos reservatórios do laboratório de bolso.

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* Nanotubos de carbono são folhas de grafeno enroladas de maneira a formar uma peça cilíndrica com diâmetro próximo de 1 nm. Dependendo de como a folha de grafeno é enrolada, os nanotubos podem apresentar propriedades metálicas ou semicondutoras. Em linha gerais, os nanotubos também apresentam: alta resistência mecância, alta flexibilidade, características elétricas e térmicas. Fonte: Fundacentro.

** O médico Drauzio Varella explica da seguinte forma o que é essa doença. “Sepse, ou sépsis, é uma doença sistêmica complexa e potencialmente grave. É desencadeada por uma resposta inflamatória sistêmica acentuada diante de uma infecção, na maior parte das vezes causada por bactérias. Essa reação é a forma que o organismo encontra para combater o micro-organismo agressor. Para tanto, o sistema de defesa libera mediadores químicos que espalham a inflamação pelo organismo, o que pode determinar a disfunção ou a falência de múltiplos órgãos, provocada pela queda da pressão arterial, má oxigenação das células e tecidos e por alterações na coagulação do sangue”. Segundo o médico qualquer pessoa pode desenvolver, no entanto, bebês prematuros, crianças com menos de um ano e idosos acima de 65 anos constituem o grupo de risco mais suscetível ao aparecimento da síndrome. Fonte: Drauzio Varella.

 

 

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Sobre Harrson S. Santana

Harrson S. Santana obteve seu doutorado em Engenharia Química pela Universidade de Campinas em 2016. Sua tese de doutorado foi a investigação da síntese de biodiesel em microcanais, utilizando simulações numéricas e ensaios experimentais. Em 2015, ele passou vários meses na Universidade de Glasgow (Reino Unido) desenvolvendo pesquisas na área de impressão 3D. Atualmente, ele é pesquisador associado e professor colaborador da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp, trabalhando no desenvolvimento de microplantas químicas e uso de impressoras 3D em processos químicos. Ele publicou vários artigos explorando desde simulações numéricas no desenvolvimento de microdispositivos até o uso de microfluídica em reações químicas e operações unitárias. Seu interesse científico se concentra em fenômenos de transporte em sistemas microfluídicos, impressoras 3D e sistemas robóticos aplicados a processos químicos em microescala.

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