Desarrollan chip de microfluidos para detección ultrasensible de glucosa

Por el equipo editorial de LabMedica en español
Actualizado el 02 Jun 2016

La detección rápida y altamente sensible de la glucosa en la sangre es una necesidad para el diagnóstico en medicina, ya que por ejemplo, la falta de insulina y el exceso de azúcar en la sangre son las dos causas principales de la diabetes y ambas pueden ser detectadas mediante la medición de la glucosa en sangre.

Imagen: El dispositivo, lab en un chip, integra un sensor biológico de fibra óptica con un chip de microfluidos y detecta los niveles de glucosa en las gotitas de sudor. Se muestra aquí al lado de un dólar de Hong Kong, que es del mismo tamaño que la moneda norteamericana de un penique (Fotografía cortesía del Dr. A. Ping Zhang).

Se han utilizado la óptica y la microfluídica en fibra para desarrollar un dispositivo, lab en un chip, ultrasensible y de bajo costo, que puede medir rápidamente la glucosa en tan sólo una gota de sudor. La tecnología que lo respalda pertenece a un nuevo campo llamado “optofluidica” que reúne la detección fotónica (utilizando las propiedades de la luz para detectar productos químicos) y la microfluídica (el control preciso de pequeñas cantidades de líquido que fluyen a lo largo de canales microscópicos).

Unos científicos de la Universidad Politécnica de Hong Kong (Kowloon, Hong Kong SAR, China) y sus colegas, combinaron un nuevo sensor biológico hecho de fibra óptica con un chip de microfluidos con el fin de crear un dispositivo optofluídico, exento de interferencias, para la detección ultrasensible de los niveles de glucosa. El sensor de fibra óptica que crearon es muy sensible a los cambios en el índice de refracción del material que lo rodea. Para transformarlo en un analizador de glucosa, el equipo utilizó una película de glucosa oxidasa como el material de detección, ya que reacciona con la glucosa en solución.

Tanto para que sirva de soporte de la película de detección, como para mejorar aún más la señal, el equipo incorporó capas de otros dos materiales – polietilenimina (PEI) y ácido poliacrílico (PAA) – en el sensor. El resultado fue que tuvieron varias capas de PEI/PAA, con una capa superior de glucosa oxidasa que se incorpora entonces en el microcanal del chip. Después de ejecutar varias pruebas, los investigadores encontraron que el sensor de fibra óptica era muy sensible por sí mismo y que podía detectar concentraciones de glucosa oxidasa tan bajas como 1 nM, pero después de que lo integraron al chip de microfluidos, el desempeño del sensor mejoró notablemente, aún más. El sensor mejoró, no sólo en el rango de detección, sino también en el tiempo de respuesta, el cual se redujo de seis minutos a 70 segundos.

A. Ping Zhang, PhD, profesor asistente y coautor del estudio, dijo, “Los métodos fotónicos han sido vistos como una de las técnicas más prometedoras para la detección ultrasensible y cuando se les integra la fotónica con la pequeña plataforma que ofrecen los chips de microfluidos, se puede fabricar un sistema pequeño para análisis del tipo lab en un chip, que entrega resultados rápidos y confiables. “El estudio fue publicado el 28 de abril de 2016, en la revistaBiomedical Optics Express.

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Hong Kong Polytechnic University