Tecnología de biosensor podría allanar el camino para el diagnóstico POC de cáncer, patógenos y otras enfermedades

Los biomarcadores para algunas enfermedades e infecciones solo están presentes en cantidades muy pequeñas en las muestras, lo que impone el desafío de desarrollar técnicas de detección extremadamente sensibles. Si bien el aumento del área de superficie del biosensor puede aumentar la sensibilidad del dispositivo de diagnóstico, estas superficies tienden a obstruirse y contaminarse rápidamente, volviendolas inutilizables. Para abordar este problema, los investigadores desarrollaron un biosensor que utiliza un método para generar superficies nanoestructuradas y nanoporosas. Esta estrategia combinada no solo proporciona al sensor una sensibilidad sin precedentes, sino que también lo hace resistente a  ensuciarse con proteínas. Si bien anteriormente no había ningún método conocido para crear electrodos de manera confiable utilizando sustratos nanoestructurados y nanoporosos, los investigadores informaron un método simple para generar dichos materiales.

El mecanismo desarrollado por investigadores del Instituto de Ciencias Básicas (Ulsan, Corea del Sur) se basa en la aplicación de pulsos eléctricos a una superficie plana de oro en presencia de cloruro de sodio y un surfactante que puede formar micelas en solución. Estos pulsos eléctricos provocan una reacción preferencial para grabar y volver a depositar el oro de la superficie y, a su vez, hacer crecer nanoestructuras y formar los nanoporos. El uso de surfactante en forma de micelas es fundamental para el éxito de esta estrategia, ya que evita que el material que se está grabando se esparza durante el proceso, y pueda volver a depositarse.

La formación de estas nanoestructuras produjo una gran superficie que fue beneficiosa para aumentar la sensibilidad de los ensayos, mientras que la formación de sustratos de nanoporos fue ideal para evitar la contaminación de las muestras biológicas. Los beneficios combinados de las nanoestructuras y los nanoporos fueron clave para el éxito de esta estrategia, que podría aplicarse para el análisis directo de muestras clínicas de plasma. Los investigadores demostraron aún más esta nueva tecnología mediante la construcción de un biosensor para la detección del cáncer de próstata. El electrodo fue lo suficientemente sensible como para discriminar entre un grupo de cáncer de próstata y donantes sanos utilizando solo una pequeña cantidad de plasma sanguíneo o muestras de orina. No se usaron pasos de dilución o preprocesamiento, lo que significa que la tecnología podría usarse fácilmente para el diagnóstico de cáncer en el punto de atención.

“Creemos que esta tecnología es esencial para el futuro desarrollo de dispositivos para el punto de atención y pruebas de diagnóstico que funcionan con muestras biológicas”, dijo el profesor Cho Yoon-Kyoung del Centro de Materia Blanda y Viva del Instituto de Ciencias Básicas (IBS), quien dirigió el estudio. “La capacidad de detectar bajas concentraciones de biomarcadores relevantes con un desempeño sólido abre una puerta a las posibilidades en el campo del diagnóstico de cáncer, patógenos y otras enfermedades”.

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