生物电子芯片可以在20分钟内检测唾液中的维生素C和D

该设备是由圣保罗大学开发的，可用于微量营养素的自我监测，协助个性化饮食，预防缺乏和毒性。

　　

巴西 圣保罗大学(USP)的研究人员开发出一种生物电子芯片，可以同时检测体液中的维生素C和D。它灵活且易于使用，并且可以适应用于可穿戴设备以辅助个性化饮食。细节在ACS应用纳米材料杂志上发表的一篇文章中有描述，并在该杂志的封面上刊登。

维生素C和D是微量营养素，在免疫系统中扮演着至关重要的角色，参与了对抗病毒和细菌的代谢途径。监测机体中的这些维生素可以帮助确保它们的水平既不缺乏也不过量。

然而，目前可用的方法需要由专业人员操作的昂贵的实验室设备。它们需要采集血液样本并产生有害废物。同时检测和分析同一样品中的两种维生素是困难的。

为了简化这一过程，  o Carlos物理研究所(IFSC-USP)的研究人员在FAPESP(项目22/03758- 0,22 /15122- 3,19 /13514- 9,22 / 00443 -0和18/22214-6)的支持下，使用相对便宜的资源，如碳，和快速操作协议，开发了一种用于维生素C和D自我监测的电化学芯片。

这种芯片是一次性的，包含两个传感器，每个传感器都使用电流来检测维生素。以维生素C为例，传感器由碳纳米颗粒制成，起到电催化剂的作用。维生素D传感器是由石墨化碳氮化和金纳米颗粒结合一层25(OH)D3抗体制成的。由于半衰期长，25(OH)D3是维生素D最丰富的循环形式。

这种芯片易于操作。用户所要做的就是将它连接到一个类似血糖仪的小型便携式电子设备上，插入唾液或血清样本，然后等待电流显示维生素的存在和水平。结果在20分钟内得到。

“通过在其中一个传感器的表面固定电化学活性物质，我们能够消除对标签和氧化还原探针的需求，简化了设备，降低了分析的复杂性，”Thiago Serafim Martins说，他是该文章的第一作者，目前是英国伦敦帝国理工学院的研究员。

“这使得这种芯片更实用、更高效，可以直接用于药房、诊所等。”此外，它足够灵活，可以作为可穿戴设备使用，嵌入护齿器或牙套中，并直接应用于皮肤。”

它的选择性和特异性在对照实验中得到了证实，这些对照实验旨在测量血液和唾液样本中通常存在的其他物质(如维生素B12、B1和B3、葡萄糖、乳酸、氯化钠和氯化钾)的潜在干扰。

挑战

在开发检测维生素C和D的生物电子芯片时，研究人员面临的主要挑战是确保芯片分析的样品中维生素之间不会发生交叉反应。

马丁斯解释说:“为了应对这一挑战，我们将芯片设计为具有两个不同表面化学成分的工作区域或传感器，并将它们配置为在不同的电位下工作。”

科学家们看到了将芯片的功能扩展到检测其他生物标志物的潜力，包括几种类型的癌症，尽管必须首先进行更多的研究来验证传感器。之后，他们计划申请专利，并最终将这项技术授权给制造商。

这项研究也得到了巴西国家科学技术发展委员会(CNPq)的支持。