Las tecnologías de bioimagen y biodetección basadas en fluorescencia se utilizan ampliamente en entornos clínicos y de investigación para detectar e obtener imágenes de varias especies biológicas de interés. Si bien las técnicas de detección e imagen basadas en fluorescencia son convenientes, sufren de poca sensibilidad. Por ejemplo, cuandoun paciente transporta bajos niveles de antígenos en la sangre o la orina, la señal fluorescente puede ser débil, lo que dificulta la visualización y el diagnóstico. Por esta razón, la detección basada en fluorescencia no siempre es preferible cuando la sensibilidad es un requisito clave.
Un equipo multidisciplinario de la Universidad de Washington en St. Louis y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea AFRL en la Base de la Fuerza Aérea Wright-Patterson ha desarrollado una solución de alta tecnología que utiliza nanoestructuras metálicas para aumentar la intensidad de fluorescencia 100 veces en estos diagnósticospruebas. Es una solución barata y fácil a lo que anteriormente era un problema de diagnóstico molesto.
"Usar la fluorescencia para la biodetección es muy conveniente y fácil, pero el problema es que no es tan sensible, y es por eso que los investigadores no quieren confiar en él", dijo Srikanth Singamaneni, profesor de ingeniería mecánica y ciencia de materiales en la Escuelade Ingeniería y Ciencias Aplicadas.
Como explicó recientemente el equipo en la revista Luz: ciencia y aplicaciones , las técnicas para aumentar la señal, como confiar en la amplificación basada en enzimas, requieren pasos adicionales que prolongan el tiempo de operación general, así como sistemas de lectura especializados y costosos en algunos casos.
Sin embargo, el "parche plasmónico" desarrollado por Singamaneni y sus compañeros de trabajo no requiere ningún cambio en el protocolo de prueba. El parche es una película flexible de aproximadamente un centímetro cuadrado, incrustado con nanomateriales. Todo lo que un investigador o técnico de laboratorio necesitahacer es preparar la muestra en el método habitual, aplicar el parche sobre la parte superior y luego escanear la muestra como de costumbre.
"Es una capa delgada de material elástico y transparente con nanorods de oro u otras nanoestructuras plasmónicas absorbidas en la parte superior", dijo Jingyi Luan, un estudiante graduado en el Laboratorio Singamaneni y autor principal del manuscrito. "Estas nanoestructuras actúan como antenas:concentran la luz en un pequeño volumen alrededor de las moléculas que emiten fluorescencia. La fluorescencia es dramática, lo que facilita su visualización. Se puede imaginar que el parche es una lupa para la luz ".
Singamaneni dijo que el parche recientemente desarrollado es una solución barata, que cuesta solo un centavo por aplicación, y que contiene no solo aplicaciones de investigación sino también diagnósticos. Podría ser particularmente útil en un microarray, que permite la detección simultánea de decenasa cientos de analitos en un solo experimento.
"El parche plasmónico permitirá la detección de analitos de baja abundancia en combinación con metodologías de detección convencionales, lo cual es la belleza de nuestro enfoque", dijo Rajesh Naik, científico jefe de la 711ª Ala de Rendimiento Humano de AFRL.
"Es un último paso, como una tirita", dijo Singamaneni. "Lo aplicas y el problema de la opacidad en estos métodos de detección basados en fluorescencia está resuelto".
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Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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