Plataforma acelera detección de biomoléculas con patrones magnéticos

Los investigadores han utilizado patrones de red micromagnetóforéticos que se asemejan a las telarañas para desarrollar una tecnología mejorada de diagnóstico y monitorización del tratamiento. Al superar la limitación de transporte basada en difusión, su plataforma de laboratorio sobre chip (LOC) ha logrado una capacidad de detección 20 veces más rápida que los biosensores existentes.

 

Un equipo de investigación del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST, Daegu, Corea) dirigido por el Profesor CheolGi Kim, desarrolló la plataforma, que aumentó la capacidad de recolectar biomoléculas de baja densidad atrayendo biomoléculas marcadas con partículas superparamagnéticas al área de detección.

 

“Los biosensores existentes requieren mucho tiempo para detectar biomoléculas de baja densidad, tienen poca eficiencia de detección, ya que sólo dependen de la difusión. La plataforma de biosensores, basada en campos magnéticos mejora la capacidad de recolección de las biomoléculas y aumenta la velocidad y la sensibilidad del movimiento de estas” Dijo el Prof. Kim, “Queremos utilizar esta plataforma para el diagnóstico precoz, así como para el diagnóstico de recurrencias de enfermedades como el cáncer”.

 

La capacidad de detección de un biosensor está determinada por la resolución del propio sensor y la velocidad de movimiento y la reacción de las moléculas. Muchos grupos de investigación han mejorado la resolución a través del desarrollo de nanomateriales, pero ha habido una limitación para mejorar la sensibilidad del sensor debido al transporte de baja difusión de las biomoléculas (por ejemplo, proteínas, ADN) hacia la región de detección. 

 

El equipo utilizó un campo magnético con el fin de superar el inconveniente de que el movimiento de las biomoléculas es lento cuando el transporte sólo depende de la difusión. Las biomoléculas marcadas con partículas superparamagnéticas y el uso de un campo magnético externo, permitieron que el movimiento de las biomoléculas se controlara y detectara fácilmente con un sensor magnético, ultra sensible.

 

El primer autor, Byeonghwa Lim, estudiante de doctorado en el DGIST, añadió: “Hemos colocado un patrón micro-magnético en forma de telaraña, diseñado para mover las partículas superparamagnéticas hacia el centro del biosensor y un biosensor, de alta sensibilidad, sobre la plataforma. Cuando se aplica un campo magnético giratorio a un patrón magnético en forma de telaraña, éste puede atraer biomoléculas marcadas con partículas superparamagnéticas más rápidamente al sensor La velocidad del movimiento es muy rápida y puede detectar el sujeto 20 veces más rápido que con el método de difusión”.

 

El equipo también logró monitorizar las biomoléculas, conjugadas con las partículas superparamagnéticas, a una distancia de la zona de detección. Además, encontraron que las partículas superparamagnéticas no sólo desempeñan un papel en la carga biomolecular para el transporte, sino que también actúan como etiquetas para el sensor con el fin de indicarle la ubicación de las biomoléculas.

 

El estudio fue publicado el 31 de marzo de 2017 en la revista NPG Asia Materials.