Biosensor ultrasensible prometedor para el diagnóstico médico

Mayo 8, 2016 Admin Salud 0 1
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El dispositivo, que puede ser de varios cientos de veces más sensible que otros biosensores, combina los atributos de dos tipos muy diferentes de sensores, dijo Muhammad A. Alam, un profesor de la Universidad de Purdue de la ingeniería eléctrica e informática.

"Individualmente, estos dos tipos de biosensores tienen sensibilidad limitada, pero cuando se combinan los dos usted consigue algo que es mejor que ambos," dijo.




Los resultados se detallan en un artículo que aparece 14 de mayo en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias. El documento fue escrito por el estudiante graduado de Purdue Ankit Jain, Alam y Pradeep R. Nair, un ex estudiante de doctorado de Purdue, que ahora es un miembro del cuerpo docente en el Instituto Indio de Tecnología de Bombay.

El dispositivo - denominado biosensor flexión-FET - combina un sensor mecánico, que identifica una biomolécula de acuerdo con su masa o tamaño, con un sensor eléctrico que identifica moléculas sobre la base de su carga eléctrica. El nuevo sensor detecta ambas biomoléculas cargadas y no cargadas, lo que permite una gama más amplia de aplicaciones que cualquier tipo de sensor solo.

El sensor tiene dos posibles aplicaciones: medicina personalizada, en la que era un inventario de las proteínas y el ADN de los pacientes individuales para hacer que los sistemas de decisiones de diagnóstico y tratamiento más precisos; y la detección precoz del cáncer y otras enfermedades.

En la detección temprana del cáncer, el sensor hace posible la detección de pequeñas cantidades de fragmentos de ADN y proteínas deformadas por el cáncer mucho antes de que la enfermedad es visible a través de formación de imágenes u otros métodos, dijo Alam.

Parte mecánica del sensor es un voladizo que vibra, un trozo de silicio que se asemeja a un pequeño trampolín. Situado bajo el voladizo es un transistor, que es parte del sensor eléctrico.

En otras biosensores mecánicas, un láser mide la frecuencia de oscilación o deflexión del voladizo, que cambia en función del tipo de tierras de biomoléculas en el voladizo. En lugar de utilizar un láser, el nuevo sensor utiliza el transistor para medir la vibración o deformación.

El sensor maximiza la sensibilidad poniendo tanto el voladizo y el transistor "polarización". El voladizo está sesgado usando un campo eléctrico para tirar hacia abajo como si con una cadena invisible.

"Esta pre-flexión aumenta la sensibilidad significativamente", dijo Jain.

El transistor se polariza por aplicación de un voltaje, maximiza el rendimiento también.

"Puede hacer que el dispositivo sensible a casi todas las moléculas hasta que configure el sensor adecuadamente", dijo Alam.

Una innovación clave es la eliminación de un componente llamado "electrodo de referencia", que se requiere para biosensores eléctricos convencionales, pero no puede ser miniaturizado, lo que limita las aplicaciones prácticas.

"Al eliminar la necesidad de un electrodo de referencia permite la miniaturización y hace posible bajo costo, en el punto de atención en los estudios médicos", dijo Alam.

Una solicitud de patente de Estados Unidos ha sido presentada por el concepto.

El trabajo fue financiado por el Departamento de Defensa de EE.UU., el Departamento de Energía de Estados Unidos, los Institutos Nacionales de Salud-PRISM Center at Discovery Park en Purdue, y el Consorcio de Investigación Semiconductor través del centro de MSD en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.


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