Tecnología de detección de biomoléculas hace los dispositivos Lab-on-a-Chip más pequeños y rápidos

Una nueva investigación ha superado un desafío importante para aislar y detectar moléculas al mismo tiempo y en la misma ubicación en un microdispositivo. El trabajo realizado por científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst (Amherst, MA, EUA) demuestra un avance importante en el uso del grafeno para el procesamiento y análisis electrocinético de muestras biológicas y podría permitir que los dispositivos de laboratorio en un chip se vuelvan más pequeños y logren resultados más rápido.

"Para la detección de biomoléculas, por lo general primero tenemos que aislarlas en un medio complejo en un dispositivo y luego enviarlas a otro dispositivo o a otro punto en el mismo dispositivo para su detección", dijo Jinglei Ping, profesor asistente en el departamento de mecánica y de ingeniería industrial, quien también está afiliado al Instituto de Ciencias de la Vida Aplicadas. “Ahora podemos aislarlas y detectarlas en el mismo punto de microescala en un dispositivo de microfluidos al mismo tiempo.

Imagen: El material más delgado del mundo utilizado para el aislamiento y la detección de biomoléculas al mismo tiempo en la misma posición (Fotografía cortesía de Pexels)

“Nadie había demostrado esto antes”, continuó. “Esto se debe a nuestro uso de grafeno, un nanomaterial tan delgado como un solo átomo de carbono, como microelectrodos en un dispositivo de microfluidos. Descubrimos que, en comparación con los microelectrodos de metal inerte típicos, la estabilidad de la electrólisis de los microelectrodos de grafeno es más de 1.000 veces mejor, lo que los hace ideales para el análisis electrocinético de alto rendimiento”.

Además, agregó Ping, dado que el grafeno monocapa es transparente, "desarrollamos una estrategia microfluídica tridimensional de flujo múltiple para detectar microscópicamente las moléculas aisladas y calibrar la detección al mismo tiempo desde una dirección normal a los microelectrodos de grafeno".

El nuevo método, desarrollado en el trabajo, allana el camino para la creación de dispositivos de laboratorio en un chip con eficiencias máximas de tiempo y tamaño, dijo Ping. Además, el enfoque no se limita al análisis de biomoléculas y puede usarse potencialmente para separar, detectar y estimular microorganismos como células y bacterias.

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Universidad de Massachusetts Amherst