Sensor novedoso en array de nanopozos para la medición de hormonas del estrés en los POC

Los investigadores han construido un “nanosensor” de microchip para medir las hormonas del estrés como el cortisol en una matriz de nanopozos dedicada, que no requiere etiquetas moleculares ni pasos de lavado.

Los investigadores de la Universidad de Rutgers (Nueva Brunswick, NJ, EUA), diseñaron un dispositivo de nanopozos basado en dos sondas de electrodos, que se integraron dentro de la estructura del nanopozo. Los electrodos se apilaron verticalmente uno encima del otro para minimizar el espaciamiento de los electrodos. Los electrodos estaban separados por una capa aislante de 40 nanómetros dentro de los nanopozos, lo que significa que los contraelectrodos estaban realmente integrados en la estructura del nanopozo. Esta geometría del sensor limitaba el área de la superficie expuesta de los electrodos y, como resultado, la cantidad de moléculas de anticuerpo sonda dentro de los nanopozos, al tiempo que mejoraba la sensibilidad al enfocar el campo eléctrico en los nanopozos.

Esta geometría funcional permitió la detección rápida y de bajo volumen (menos de cinco microlitros) mediante la activación de los pozos con anticuerpos y el monitoreo de eventos de unión en tiempo real. Se construyó un biochip de placa de 28 pocillos sobre un sustrato de vidrio mediante pasos secuenciales de deposición, modelado y grabado para crear un sensor de array de nanopozos apilados con un espacio entre electrodos de 40 nanómetros. Se registró la respuesta del sensor para concentraciones de cortisol entre uno y 15 microgramos por decilitro en solución tampón y se alcanzó un límite de detección de 0,5 microgramos por decilitro.

El sensor de array de nanopozos se utilizó para analizar 65 muestras de suero de pacientes con artritis reumatoide, y los resultados se compararon con los obtenidos con el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas estándar (ELISA). Los resultados confirmaron que los sensores de array de nanopozos podrían ser una plataforma prometedora para las pruebas en el punto de atención, donde los resultados de diagnóstico en tiempo real y con calidad de laboratorio son esenciales.

“El uso de nanosensores nos permitió detectar moléculas de cortisol directamente sin la necesidad de que otras moléculas o partículas actúen como etiquetas”, dijo el primer autor, el Dr. Reza Mahmoodi, investigador postdoctoral de la Universidad de Rutgers. “Nuestro nuevo sensor produce una respuesta precisa y confiable que permite una lectura continua de los niveles de cortisol para el análisis en tiempo real. Tiene un gran potencial para adaptarse a la medición no invasiva de cortisol en otros fluidos como la saliva y la orina. no se requieren etiquetas, elimina la necesidad de instrumentos grandes y voluminosos como microscopios ópticos y lectores de placas, lo que hace que la instrumentación de lectura sea algo que en última instancia se puede medir en una pequeña caja de bolsillo o incluso en una pulsera algún día”.

El sensor de array de nanopozos se describió en la edición en línea del 30 de junio de 2021 de la revista Science Advances.

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Universidad de Rutgers