Ciclado térmico conduce a diagnósticos de ADN ultrarrápidos

La amplificación y cuantificación de los ácidos nucleicos mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una de las herramientas más sensibles y de gran alcance para los laboratorios clínicos, la medicina de precisión, la medicina personalizada, y otros campos científicos.

La PCR múltiplex ultrarápida, que se caracteriza por un bajo consumo de energía, un tamaño compacto y un funcionamiento sencillo, es ideal para los diagnósticos oportunos en los puntos de atención (POC), pero el uso de un termociclador simple y robusto de PCR sigue siendo un reto para las pruebas POC.

Unos bioingenieros de la Universidad de California (Berkeley, CA, EUA) han desarrollado un método fotónico, ultrarrápido, novedoso de PCR que combina el uso de una película delgada de oro (Au) como un convertidor de luz a calor y diodos emisores de luz (LED) como fuente de calor. El método de PCR fotónico, ultrarrápido, utiliza la conversión de luz en calor plasmónica fototérmica, a través del acoplamiento de fotones-electrones-fonones.

Los científicos utilizaron películas delgadas de oro de 120 nm de espesor. El oro se deposita sobre un chip de plástico con pozos de microfluidos para contener la mezcla de PCR con la muestra de ADN. La fuente de luz es una matriz de LEDs colocada debajo de los pozos de PCR. La longitud de onda pico de la luz LED azul fue de 450 nm, sintonizada para conseguir la conversión más eficiente de luz en calor. Los científicos fueron capaces de ciclar de 55°C a 95°C 30 veces en menos de cinco minutos. Se probó la capacidad del sistema fotónico PCR para amplificar una muestra de ADN, y encontraron que los resultados se compararon bien con las pruebas de PCR convencionales.

Luke P. Lee, PhD, un profesor de bioingeniería, y autor principal del estudio, dijo: “Este sistema de PCR fotónico es rápido, sensible y de bajo costo. Se puede integrar en un chip de diagnóstico genómico ultrarrápido, que estamos desarrollando para el uso práctico en el campo. Debido a que esta tecnología produce resultados para los punto de atención, podemos usar esto en una amplia gama de entornos, desde el África rural a una sala de urgencias de un hospital”. El estudio fue publicado el 31 de julio de 2015, en la revista Light: Science & Application.

Enlace relacionado:
University of California