Celular faz exame para anemia sem picada para retirar sangue

Um grupo de estudantes de engenharia desenvolveu uma técnica que torna o telefone celular capaz de detectar anemia em uma pessoa, sem precisar coletar seu sangue.

O exame indolor e não-invasivo é feito na hora.

O objetivo do dispositivo, batizado de HemoGlobe, é prover uma forma rápida, barata, e não-invasiva, para detectar a anemia em comunidades carentes, que não têm acesso aos exames tradicionais.

Análise da hemoglobina por luz

Em vez de uma picada para retirar o sangue, o aparelho usa um sensor que ilumina a pele com diferentes cores de luz.

A reflexão da luz indica os níveis de hemoglobina presentes no sangue.

A leitura do sensor é interpretada por um programa que roda no telefone celular.

O resultado aparece na tela, na forma de um código de cores, indicando os casos de anemia, de inexistente a ameno, moderado ou grave.

Após cada exame, o celular pode enviar automaticamente uma mensagem de texto com os resultados para um servidor central, que produz um mapa em tempo real mostrando as áreas onde a anemia é mais prevalente.

Anemia no celular

Soumyadipta Acharya, pesquisador da Universidade Johns Hopkins (EUA), afirma que o sistema para exame de anemia baseado no celular poderia ser fabricado industrialmente a um custo entre US$10 e US$20.

"Esse dispositivo tem potencial para virar o jogo," afirmou Acharya. "Ele poderia equipar milhões de trabalhadores na saúde ao redor do globo, detectando com rapidez e segurança essa condição, principalmente em mulheres e recém-nascidos."

"A equipe percebeu que cada agente comunitário de saúde já leva um computador poderoso no bolso - seu telefone celular," disse Acharya. "Então, nós não tivemos que construir um computador para o nosso aparelho de exames, e não tivemos que projetar uma tela. Nosso dispositivo de baixo custo usará os celulares dos trabalhadores de saúde para estimar e relatar os níveis de hemoglobina."

Fonte:  Redação do Diário da Saúde

Brasileiro propõe novo controlador de freios ABS

Em um mundo em que quase tudo é automatizado, a maioria das pessoas dá por garantido o funcionamento desses "automatismos".

Contudo, por trás de cada aparelho, do forno de microondas ao piloto automático de um avião, existem programas de computador dizendo aos aparelhos o que eles devem fazer em cada situação.

"Tudo o que é automatizado requer um processo de controle e para isso é necessário um grande suporte da matemática," explica Tiago Roux de Oliveira, autor de um estudo realizado na Coppe/UFRJ - atualmente ele é professor da UERJ.

O que Tiago fez foi criar um novo algoritmo que permite a elaboração de processos de controle mais simples, mais eficazes e com uma resistência muito maior a falhas e variações imprevistas no processo.

Em tese, o projeto de um controlador eletrônico para automatizar um sistema envolve a descrição matemática de todas as variáveis relevantes, o processamento de todas as suas inter-relações, e a geração da saída corresponde.

Mas tudo começa a se complicar quando se depara, no mundo real, com situações que não são lineares - há muitos sistemas que são não-lineares, e há ainda alguns conhecidos como fortemente não-lineares. Além de um número maior de entradas, para se assegurar de que todos os fatores estão sendo levados em conta, o processamento interno é muito mais complexo.

Pode ocorrer, por exemplo, que a relação de entrada e saída do sistema esteja adequada, mas seus estados internos podem estar atingindo valores não previstos, ocasionando risco de danos ao sistema - pense no controle de um avião, navio, ou mesmo do piloto automático de um carro, e pode-se imaginar quais são esses riscos.

Controle do freio ABS

O trabalho de Tiago - aquele tipo de teoria com potencial de impacto imediato na prática - consistiu na criação de algoritmos de controle com uma quantidade reduzida de informações, medindo apenas algumas variáveis do sistema. Essa simplificação torna o programa de controle muito mais resistente a falhas.

"Meu objetivo inicial era trabalhar com classes mais gerais de sistemas não-lineares. Mas, à medida que trabalhávamos, fomos descobrindo aplicações para a teoria, o que foi a parte mais gratificante do trabalho," conta ele.

O primeiro experimento, ainda em nível de simulação numérica, teve como resultado uma nova proposta de controlador para os freios ABS (Antilock Braking System), o sistema que impede o travamento das rodas durante a frenagem de um carro.

Enquanto os freios comuns tentam zerar instantaneamente a velocidade angular das rodas, os freios ABS utilizam uma variável que corresponde à maior força de atrito, o que resulta em uma parada mais suave em um espaço menor, sem que a roda trave.

"Em nosso experimento na Coppe, conseguimos alcançar o ponto máximo da frenagem sem conhecer a velocidade angular ou o coeficiente de deslizamento da pista, apenas conhecendo a velocidade linear do carro," conta Tiago.

Robôs autônomos

A estratégia proposta pode também ser aplicada a outros problemas de otimização.

Por exemplo, em um tipo de sistema de navegação chamado servovisão, pelo qual o controle dos movimentos de um robô é feito através das imagens captadas por sua câmera, e não pela informação medida nos motores das suas juntas.

Hoje, a tecnologia permite a servovisão com uma câmera alinhada com o robô. Na proposta de Tiago, tornou-se possível controlar o robô com a câmera em qualquer ângulo.

É uma excelente saída para ambientes inóspitos, como o fundo do mar, e espaços com radioatividade, quando pode ser impraticável fazer ajustes na câmera.

A teoria está pronta. Agora só falta o interesse da indústria.

"Precisamos de apoio para tirar essas ideias do papel. Sobre o freio ABS, conseguimos chegar a um esquema que se mostrou mais eficiente do que o tradicional e seria muito bom testar a aplicação desse algoritmo em nossos carros. Ideias nós temos, sabemos fazer. Só faltam o interesse das empresas e os incentivos," diz Tiago.

Fonte: Planeta Coppe

Biomineração usa bactérias e fungos para extrair metais

O mundo não se pode dar ao luxo de abrir mão da mineração, que é um dos motores da economia global e que está na base de todas as demais indústrias.

Mas talvez possa ser possível fazê-la de uma forma mais eficiente.

É nessa direção que caminham os esforços de cientistas que pretendem substituir os métodos tradicionais da atividade mineradora por outros, que se aproveitam do trabalho silencioso e invisível dos micro-organismos, particularmente bactérias.

É a biomineração.

Bactérias naturalmente encontradas junto a grandes depósitos de cobre, níquel e ouro vêm sendo estudadas por cientistas como Denise Bevilaqua, do Instituto de Química da Unesp de Araraquara, que busca uma forma economicamente viável de extrair esses minerais da natureza, por meio de um processo conhecido como biolixiviação ou bio-hidrometalurgia.

Segundo a pesquisadora, a biomineração pode ser menos agressiva ao ambiente.

"A grande vantagem," afirma a pesquisadora, "é que na biomineração a liberação do material de interesse não exige queima, como nos métodos tradicionais [pirometalurgia], o que elimina a emissão de gases poluentes, como o monóxido de carbono e o óxido sulfuroso".

Biomineração de cobre

Os micro-organismos mineradores consomem substâncias conhecidas como sulfetos, e os convertem em ácido sulfúrico, que acaba tornando solúveis os minérios de interesse econômico. Estes, por sua vez, são recuperados posteriormente, na forma sólida.

"Cerca de 20% do cobre produzido no mundo já é extraído por biomineração, e boa parte dele vem do Chile, onde o processo está mais desenvolvido", diz Denise.

Lá, pesa ainda o fato de ser muito caro levar uma infraestrutura complexa até grandes altitudes, na região dos Andes. "Por isso os chilenos preferem carregar equipamentos mais simples usados na biolixiviação, que é feita in loco", acrescenta a pesquisadora.

Maior produtor mundial, o Chile foi responsável por 36% dos 16 milhões de toneladas de cobre comercializados em 2010, segundo o Grupo Internacional de Estudos sobre o Cobre (ICSG, na sigla em inglês). O Brasil é o 15º maior produtor mundial do metal, com produção estimada de 230 mil toneladas em 2010.

Resíduos e dejetos

Espera-se também que a biomineração aumente a eficiência do processo extrativo.

Os micróbios mineradores podem ser usados em materiais com baixo teor do metal de interesse, quando o custo de empregar as tecnologias atuais não compensa. Isso significa explorar depósitos que hoje são considerados economicamente inviáveis.

Usar a mão de obra invisível também é conveniente quando o substrato é complexo, porque aglutina diferentes tipos de minerais, o que hoje representa um desafio para a mineração tradicional.

• Biomineração substitui mineiros por bactérias

Mas o melhor de se colocar as bactérias para trabalhar como mineiras é que elas conseguem retirar metais de resíduos e dejetos da indústria mineradora, fazendo ao mesmo tempo a extração do material de interesse econômico e o tratamento dos efluentes.

O grupo de pesquisa chefiado por Denise em Araraquara trabalha com a calcopirita (CuFeS2), o minério bruto de onde é extraído o cobre.

Apesar de abundante, a calcopirita não é o subtrato que mais facilita o trabalho bacteriano, por isso mesmo ninguém desenvolveu ainda um método de larga escala para biomineração.

A bactéria eleita para a tarefa chama-se Acidithiobacillus ferrooxidans.

Não tão amigável

Para que o processo possa ser colocado em prática, nem sempre será necessário que haja uma inoculação de bactérias no local.

O que pode ser feito é o despejo de um meio ótimo para que os micro-organismos já presentes naquele material cresçam e se desenvolvam satisfatoriamente.

Esse meio líquido seria despejado em uma pilha de minério, posta sobre uma camada impermeabilizante e ligada a um sistema de drenagem.

Em alguns casos, é realizada também a inoculação da linhagem desenvolvida, sempre em pilhas isoladas do restante da mina.

"É muito importante controlar o meio e impedir que ele vaze e alcance os rios, já que todo processo de extração mineral é contaminante", pondera Denise, ressaltando que a biolixiviação é um processo mais amigável ao ambiente que os usados tradicionalmente, mas não chega a ser tão amigo assim.

"É uma operação muito mais econômica e tem um gasto de energia bem menor, mas não deixa de degradar. Tem que arrancar a pedra, quebrar, explodir, não tem jeito."

Terras raras

Mas nem só com bactérias se faz biomineração.

O grupo de pesquisa coordenado por Sandra Sponchiado, também do Instituto de Química de Araraquara, trabalha com fungos e já identificou em certas espécies o potencial para obter metais valiosos por meio da biossorção - nome dado aos processos em que um sólido de origem biológica retém certos tipos de metal.

Os metais em questão são as cobiçadas terras raras, elementos químicos do grupo dos lantanídeos - a penúltima linha da tabela periódica - que têm grande valor por serem matérias-primas de boa parte dos aparelhos de alta tecnologia desenvolvidos no Vale do Silício - smartphones e tablets, por exemplo.

Nesse caso, empregam-se os chamados fungos filamentosos pigmentados. Segundo Sandra, a presença dos pigmentos é justamente o que faz com que a biomassa produzida pelo fungo tenha grande capacidade de se ligar a metais.

O grupo de Sandra realizou um amplo estudo com diversas espécies de fungos, o que levou à escolha definitiva de um deles: o Cladosporium sp.

"A grande vantagem dos fungos é que podemos obter a biomassa com baixo custo. É muito barato cultivá-los", afirma a pesquisadora.

Atualmente ela trabalha com uma linhagem mutante da espécie Aspergillus nidulans, isolada em seu laboratório, cuja capacidade biossortiva está se mostrando superior à do Cladosporium.

"O intuito dessa pesquisa, na verdade, é fazer a extração desses metais contidos em resíduos industriais", diz Sandra. "Há resíduos com quantidades de terras raras que não podem mais ser retiradas por meio de processos químicos. Com o alto valor que esses metais possuem, uma biomassa de fungos que ainda consiga extrair mais um pouco pode ser uma possibilidade interessante".

• Tecnologia atual permite criação de "biocivilização"

Fonte: Revista Unesp Ciência

Células solares transparentes viabilizam janelas que geram energia

Uma nova célula solar transparente poderá permitir que as janelas dos edifícios e casas gerem energia, como vem sendo proposto há algum tempo, mas sem perderem a característica essencial de permitir que as pessoas vejam do lado de fora.

Trata-se de uma célula solar polimérica - de plástico - que produz eletricidade absorvendo a luz infravermelha, e não a luz visível.

Isso permite que célula solar de plástico alcance uma transparência de quase 70%.

"Isso abre a possibilidade de usar as células solares de polímeros transparentes como componentes que poderão ser adicionados a equipamentos eletrônicos portáteis, janelas inteligentes, painéis fotovoltaicos incorporados em edifícios e várias outras aplicações," disse o Dr. Yang Yang, coordenador da pesquisa.

O Dr. Yang é um dos pioneiros nesse campo, tendo criado algumas das primeiras células solares de plástico feitas de "materiais comuns", passíveis de fabricação em larga escala.

Células solares poliméricas

Têm sido feitas várias tentativas no sentido de dar transparência às células solares PSC ("Polymer Solar Cells").

Essas demonstrações, contudo, têm resultado em baixa transparência ou em perda de eficiência da célula solar porque os materiais fotovoltaicos poliméricos e os materiais condutores dos eletrodos - usados para transferir a eletricidade para fora da célula - não podem ser alocados de forma otimizada.

A equipe do professor Yang encontrou literalmente uma solução, uma forma de misturar os componentes fotovoltaicos em forma líquida, aplicando-os sobre o plástico por um sistema de impressão de alta qualidade.

Usando apenas elementos fotoativos sensíveis à luz infravermelha, preservou-se quase totalmente a transparência do plástico que serve de base para a célula solar.

Fios transparentes

Outro avanço foi a construção de elementos condutores transparentes compostos de uma mistura de nanofios de prata e nanopartículas de dióxido de titânio, em substituição aos eletrodos metálicos usados até agora, que não são transparentes.

Com essa combinação, obteve-se uma eficiência na conversão da radiação solar em eletricidade de 4% - muito bom para o segmento das células solares orgânicas.

Esses fios condutores transparentes são muito mais baratos do que, por exemplo, os compostos ITO, usados em telas sensíveis ao toque - que puderam ser substituídos quase totalmente. Isso vai na direção proposta pelo pesquisador de trabalhar com materiais menos exóticos.

Mas se ele conseguir encontrar um substituto para a prata poderá tornar suas células solares de plástico, além de transparentes e eficientes, também mais baratas.

Fonte: Redação do Site Inovação Tecnológica

Descoberto novo tipo de ligação química no espaço

Cientistas descobriram a possibilidade de um novo tipo de ligação química, mantida por campos magnéticos extremamente fortes.

A reação não poderia ocorrer nas condições naturais da Terra e nem mesmo do Sistema Solar inteiro: ela só ocorre nas proximidades de estrelas de nêutrons ou anãs brancas.

Na Terra, os átomos se ligam por ligações covalentes, ou ligações de hidrogênio - quando eles compartilham elétrons - ou por ligações iônicas - quando a atração eletrostática faz com que íons de cargas opostas se juntem.

No novo tipo de ligação, que Kai Lange e seus colegas da Universidade de Oslo, na Noruega, chamaram de ligação paramagnética, é o magnetismo que mantém os átomos coesos.

Ligação magnética

Os campos magnéticos presentes naturalmente na Terra mal perturbam as forças eletromagnéticas que ligam os átomos em moléculas.

Mas nas anãs brancas, estrelas no fim de suas vidas, extremamente densas, os campos magnéticos podem atingir 100.000 Teslas. As estrelas de nêutrons, por sua vez, podem gerar campos magnéticos de 10.000.000 de Teslas.

Para comparação o recorde de campo magnético mais forte já gerado na Terra é de exatos 100,75 Teslas.

Naquela atração magnética extrema, os cientistas calculam - a conclusão veio de uma simulação em computador, logicamente - que átomos podem se juntar magneticamente, por meio da interação entre os spins de seus elétrons.

Nessas condições, átomos como o pouco reativo hélio, podem se juntar em pares. O mesmo ocorre com o hidrogênio. Os cientistas não fizeram cálculos para átomos mais complexos.

Ligação química paramagnética

Aqui na Terra, as ligações químicas normalmente emparelham elétrons com spins opostos. Mas, nessas estrelas supercompactas, o campo magnético intenso interage com o spin dos elétrons, fazendo-os funcionar como pequenos ímãs.

Com isto, os spins dos dois elétrons se alinham com o campo magnético, forçando um deles a se mover para uma posição conhecida como orbital de anti-ligação.

Aqui na Terra, isso representaria a quebra da ligação química, o que mostra que a "química das estrelas" pode ser bem mais complexa do que aquilo que a "química terrestre" conhece.

Como elétrons em orbitais de anti-ligação são "proibidos" nos dois tipos de ligação química conhecidos - covalente e iônica - os cientistas afirmam ter descoberto um novo tipo de ligação química, que eles batizaram de "ligação paramagnética perpendicular".

Assim, os cálculos demonstram a existência de uma "química exótica" no espaço, o que pode ajudar a explicar estranhos comportamentos detectados nas condições extremas do Universo.

Fonte: Redação do Site Inovação Tecnológica

Lâmpadas fluorescentes compactas podem causar danos à pele

As lâmpadas fluorescentes compactas (PLs) têm sido vendidas à população como sendo mais vantajosas ao meio ambiente.

No entanto, elas podem potencialmente fazer mal à pele.

Um estudo após o outro, têm mostrado preocupações crescentes sobre o impacto que essas lâmpadas podem ter sobre a saúde humana.

Há poucos dias, outra pesquisa demonstrou que o mercúrio liberado pelas lâmpadas fluorescentes compactas pode exceder os níveis seguros.

Nos EUA, alguns hospitais já estão substituindo as lâmpadas fluorescentes - não apenas as compactas - por um tipo de iluminação mais saudável.

Raios ultravioleta das lâmpadas

Agora, inspirados por um estudo europeu que fez alertas adicionais sobre a sensibilidade à luz, uma equipe de pesquisadores dos EUA analisou os impactos que a exposição aos raios ultravioletas emitidos pelas lâmpadas fluorescentes compactas podem ter sobre os tecidos da pele humana saudável.

Os resultados revelaram níveis significativos de UVC e UVA (raios ultravioleta C e A), que aparentemente se originam de fissuras nos revestimentos de fósforo das lâmpadas, que foram detectadas em todas as fluorescentes compactas analisadas.

Os pesquisadores compraram lâmpadas PL em vários locais diferentes e mediram a quantidade de emissões de raios ultravioleta (UV) e a integridade do revestimento de fósforo de cada bulbo.

Danos a células da pele

A equipe então pegou as mesmas lâmpadas e estudou os efeitos da incidência de sua luz sobre células saudáveis da pele humana, incluindo: fibroblastos, um tipo de célula encontrada no tecido conjuntivo, que produz o colágeno, e queratinócitos, uma célula epidérmica que produz queratina, o material estrutural essencial na camada exterior da pele humana.

Os testes foram repetidos com lâmpadas incandescentes de mesma intensidade e potência, e com a adição de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2), que são encontradas em produtos de cuidados pessoais para a absorção de UV, como os protetores solares.

"Nosso estudo revelou que a resposta das células da pele saudáveis à radiação UV emitida pelas lâmpadas PL é consistente com os danos da radiação ultravioleta," disse Miriam Rafailovich, professora de ciência dos materiais e engenharia da Universidade Stony Brook.

"Os danos às células da pele foram ainda mais reforçados quando baixas doses de nanopartículas de TiO2 foram introduzidas nas células da pele antes da exposição," completa.

Cuidados com as fluorescentes compactas

A luz das lâmpadas incandescentes de mesma intensidade não teve nenhum efeito sobre as células da pele saudável, com ou sem a presença de TiO2.

"Apesar de sua grande economia de energia, os consumidores devem ter cuidado ao utilizar lâmpadas fluorescentes compactas," aconselha Rafailovich. "Nossa pesquisa mostra que é melhor evitar usá-las a distâncias muito curtas, e que elas se tornam mais seguras quando colocadas atrás de uma cobertura adicional de vidro."

Fonte: Univ. Stony Brooks

Fármaco brasileiro atua contra tuberculose e câncer

Um fármaco desenvolvido no Brasil, chamado P-MAPA, é capaz de ativar receptores do sistema imunológico e favorecer o combate à tuberculose e ao câncer de bexiga.

Estudos anteriores já haviam demonstrado que o composto tem ação imunomoduladora, ou seja, ele estimula o sistema imunológico a combater diversos tipos de tumores e doenças infecciosas, entre elas malária, leishmaniose visceral e algumas viroses hemorrágicas.

A molécula ativa foi extraída do fungo Aspergillus oryzae pela rede de pesquisa Farmabrasilis. Os resultados foram publicados na revista Infectious Agents and Cancer.

P-MAPA

Esta é a primeira vez que os possíveis mecanismos de ação do P-MAPA foram descritos.

P-MAPA é uma abreviação de agregado polimérico de fosfolinoleato-palmitoleato de magnésio e amônio proteico.

Testes de laboratório com células humanas, além de experimentos em animais, revelaram que o P-MAPA ativa receptores existentes na membrana celular conhecidos como receptores tipo toll.

Além disso, em ratos, a droga modificou a expressão da proteína p-53, possivelmente relacionada à regulação dos receptores.

"Os receptores tipo toll são capazes de reconhecer fragmentos de vírus e bactérias, além de fatores moleculares associados a tumores ou a doenças infecciosas", explicou Wagner José Fávaro, professor da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), que desenvolveu o trabalho juntamente com Fábio Rodrigues Ferreira Seiva.

Receptores tipo toll

Os receptores tipo toll podem auxiliar na redução tumoral de duas maneiras: inibindo a formação dos vasos sanguíneos que irrigam a região e recrutando células de defesa para atacar o tumor.

Segundo Fávaro, o P-MAPA atua especificamente sobre os subtipos 2 e 4 dos receptores tipo toll, relacionados ao câncer de bexiga.

"Ainda não se sabe com certeza se a resposta desencadeada por eles é favorável ou desfavorável. Podem atuar como reguladores negativos ou positivos da carcinogênese, mas nossos resultados indicam que a ativação dos receptores auxiliou na regressão do tumor", disse Fávaro.

Nos animais tratados durante o experimento, o efeito do P-MAPA foi comparado com o da vacina BCG (sigla para Bacillus Calmette-Guerin), usada originalmente na prevenção da tuberculose e considerada atualmente a melhor opção para o controle do câncer de bexiga.

Descobriu-se na década de 1970 que a BCG induz uma resposta imune massiva, estimulando a produção de células que atacam o tumor. No experimento, os ratos tratados com a vacina, verificou-se uma redução de 20% a 30% no grau tumoral, mas os animais continuavam a apresentar lesões malignas.

Já no grupo que recebeu o P-MAPA, a redução do grau tumoral foi de 90%. "Os animais deixaram de apresentar lesões malignas e pré-malignas, passando a apresentar apenas lesões inflamatórias", disse Fávaro.

Farmabrasilis

A rede Farmabrasilis, entidade sem fins lucrativos criada em 2001 e constituída por cientistas brasileiros, chilenos, europeus e norte-americanos, também pesquisa outros candidatos a fármacos.

O P-MAPA é o produto em estágio mais avançado de desenvolvimento.

"O próximo passo é tentar provar em testes com seres humanos que a droga pode ser uma opção terapêutica valiosa", disse Iseu Nunes, um dos diretores da rede.

Fonte: Agência Fapesp