Uma das mais recentes e promissoras técnicas de medir a actividade elétrica em células individuais e em particular em neurónios, é realizada através de dispositivos semicondutores, nomeadamente através de Transistores de Efeito de Campo (FETs). Estes dispositivos funcionam da seguinte forma: a célula a medir é colocada em contacto com a porta (“gate”) não metalizada de um transístor do tipo MOSFET. Quando a célula envia um impulso eléctrico, cria-se um fluxo iónico na região fora da membrana da célula. Este fluxo iónico induz, por acoplamento capacitivo, cargas no canal de condução do FET, que modulam a corrente entre os terminais de fonte e dreno do transistor. Para que acoplamento eléctrico das células com o dispositivo semicondutor seja eficiente a superfície não metalizada do semicondutor deve ser modificada com camadas finas orgânicas para melhorar o acoplamento eléctrico entre a célula e o transistor.
Usando micro-dispositivos com dimensões próximas da células em estudo, e colocando estas em contacto com a parte activa do dipositivo, deverá ser possÌvel medir a resposta das células a drogas e/ou hormonas. Esta técnica de medida não invasiva, abre um novo horizonte de potencialidades em várias áreas, nomeadamente medicina, biologia, química, etc. Neste âmbito, o objectivo deste projecto é o desenvolvimento de um Transistor de Efeito de Campo com base em polímeros conductores capaz de medir sinais eléctricos em células individuais.
Numa primeira fase, transístores convencionais do tipo MOSFET com base em silício serão fabricados de acordo com o trabalho de P. Fromherz et al (1992), que mediu com sucesso os sinais eléctricos produzidos por neurónios de mamífero em cultura.
Apesar do referido trabalho demonstrar a técnica de medida proposta neste projecto, no entanto o dispositivo aqui proposto é diferente e poderá melhorar consideravelmente a interface entre a célula e o dispositivo.
A inovação desta proposta é que a fabricação dos dispositivos não será feita em silício, mas serão transístores onde o canal activo é feito de um polímero semicondutor. Os FETs baseados em polímeros semicondutores podem ser fabricados em substratos transparentes e por isso fornecem um acesso óptico à interface polímero-célula.
Para além de fornecerem monitorização eléctrica e óptica, estes transístores também poderão ser utilizadas para excitar a célula eletricamente, estabelecendo-se assim comunicação não-tóxica, nos dois sentidos, entre a célula e o dispositivo.
Uma vantagem adicional desta proposta é que os polímeros conjugados podem ser modificados com vários grupos funcionais (“peptides oligonucleotides, antigenes”) o que permite melhorar a interação eléctrica com células.
A possibilidade de se fabricar sistemas com multi-eléctrodos para endereçar electricamente uma célula individual in vivo, não invasivamente, poderá possibilitar o estudo em detalhe do funcionamento de muitas células e membranas particularmente, neurónios. Este dispositivo também poderá ser utilizado no estudo do efeito de substâncias tóxicas presentes no fluído extra-celular.
O caracter não invasivo desta técnica é uma grande vantagem comparativamente a outras técnicas de medida intracelular. Técnicas de medida intra-celulares, não permitem uma monitorização a longo termo, já que destroem a cèlula em poucas horas, quer devido aos danos causados pela penetração da membranas pelos eléctrodos, quer pela toxicidade dos corantes usados.
