El campo de la medicina siempre está en busca de mejores herramientas de diagnóstico de enfermedades: tecnologías más simples, más rápidas y más baratas para mejorar el tratamiento y los resultados del paciente. Actualmente, los dispositivos de bioensayo microfluídico son las herramientas de diagnóstico preferidas que permiten a los médicos medir la concentración debiomarcadores de enfermedades dentro de la muestra biológica de un paciente, como la sangre. Pueden indicar la probabilidad de una enfermedad basándose en una comparación de la concentración de biomarcadores en la muestra con respecto al nivel normal. Para detectar esta concentración, la muestra del paciente se pasa a través de una superficieque contienen biorreceptores inmovilizados o moléculas de "captura de biomarcadores" que se han adherido a esta superficie. Un investigador puede registrar la abundancia de biomarcadores, determinar si el nivel es normal y llegar a un diagnóstico. Dado que la eficacia de estos dispositivos depende de cuán intactosy funcionales que son los biorreceptores adjuntos, se ha comprobado que inmovilizar estos biorreceptores sin causar dañosting.
En las últimas dos décadas, la impresión por microcontacto, que utiliza un sello de goma para inmovilizar los biorreceptores, se ha establecido como un método robusto para crear una variedad de ensayos con múltiples aplicaciones. Sin embargo, este método también tiene sus defectos, especialmente cuando se utiliza enla escala nano: la escala donde reinan las proteínas y el ADN. En esta escala, las técnicas duras y elaboradas que se utilizan actualmente comprometen la resolución del dispositivo, ya sea deformando el sello o dañando los biorreceptores, lo que arroja datos algo inmanejables para su uso en diagnósticos u otrosaplicaciones. Sin embargo, en un artículo reciente publicado en la revista Analista , investigadores de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST describen una nueva secuencia de pasos de impresión que han rectificado estos problemas.
Para la impresión por microcontacto, "necesita un sello, una tinta y una superficie, y luego crea su patrón en su superficie. Es tan simple como eso", explica Shivani Sathish, estudiante de doctorado de OIST en Micro / Bio / NanofluidicsUnidad, y primer autor del artículo.
El sello está hecho de polidimetilsiloxano, que es un sólido flexible similar al caucho que se usa en los sellos de uso diario. La tinta es una solución compuesta de moléculas que contienen silicio y óxido llamadas APTES, y la superficie es de vidrio. Después de recubrir el sellocon la tinta, el sello se presiona sobre el vidrio y luego se retira después de una corta incubación. El resultado es una capa estampada de APTES en el vidrio, un tablero de ajedrez de regiones con o sin APTES. Luego, un dispositivo microfluídico que contieneuno o más microcanales configurados para guiar el fluido a través de rutas específicas, se sella sobre el vidrio estampado. Finalmente, los biorreceptores se unen químicamente a las regiones APTES dentro de los canales microfluídicos. El dispositivo en su conjunto tiene aproximadamente el tamaño de un sello postal.
El sistema ahora está listo para usarse como ensayo de diagnóstico. Para llevar a cabo el ensayo, se entrega una muestra de fluido de un paciente a través del dispositivo microfluídico conectado al vidrio. Si el biomarcador de la enfermedad pertinente está presente, la molécula se "pegará""a las áreas que contienen los biorreceptores.
Lo importante de la solución APTES es su química conveniente. "Dependiendo de su bioreceptor de interés, solo tiene que elegir la química adecuada para vincular la molécula con APTES", explica Sathish. En otras palabras, unoEl sello se puede usar para preparar un ensayo con la capacidad de inmovilizar una variedad de biorreceptores diferentes: un sello permite múltiples pruebas y diagnósticos en una sola superficie. Esta característica sería ventajosa para diagnosticar enfermedades complejas como el cáncer, que se basa en pruebasque puede detectar múltiples marcadores para mejorar el diagnóstico.
En su investigación, la Sra. Sathish y sus colegas desarrollaron una técnica mejorada para crear el dispositivo de diagnóstico de enfermedades más óptimo para su uso a escala nanométrica. Aquí, primero diseñaron las características de nanoescala de APTES usando una tinta hecha de APTES en agua, en oposicióna productos químicos agresivos, que eliminaron el problema de hinchamiento del sello. Luego, inmovilizaron los biorreceptores en la superficie como el último paso del proceso, después de diseñar el APTES y conectar el dispositivo microfluídico. Al colocar los biorreceptores como el paso final, elLos investigadores evitaron exponerlos a condiciones extremas y dañinas. Luego demostraron la eficacia del dispositivo final al realizar un ensayo para capturar los biomarcadores interleucina 6 y la proteína C reactiva humana, dos sustancias que a menudo están elevadas en el cuerpo durante la inflamación.
"El objetivo final es crear un dispositivo de punto de atención", explica la profesora de OIST Amy Shen, quien dirigió la investigación.
"Si obtiene sus bioreceptores pre-inmovilizados dentro de dispositivos microfluídicos, puede usarlos como herramientas de diagnóstico cuando sea necesario", continúa Sathish ". [Finalmente] en lugar de tener un equipo clínico completo que procese su muestra ....Esperamos que los pacientes puedan hacerlo ellos mismos en casa "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :