Forskare vid nanoteknologiforskningscentret Imec (Belgien) har visat biosensorer baserade på nya nanostrukturgeometrier som ökar känsligheten och gör det möjligt att upptäcka extremt låga koncentrationer av specifika sjukdomsmarkörer. Detta banar väg för tidig diagnostik av till exempel cancer genom att detektera låga densiteter av cancermarkörer i blodprover från mänskliga människor.
Funktionaliserade nanopartiklar kan identifiera och mäta extremt låga koncentrationer av specifika molekyler. De möjliggör förverkligandet av diagnostiska system med ökad känslighet, specificitet och tillförlitlighet som resulterar i en bättre och mer kostnadseffektiv vård. Och, gå ett steg längre, funktionaliserade nanopartiklar kan hjälpa till att behandla sjukdomar, genom att förstöra de sjuka cellerna som nanopartiklarna binder till.
Imec syftar till att utveckla biosensorsystem som utnyttjar ett fenomen som kallas lokaliserad ytplasmonresonans i ädelmetall (t.ex. guld och silver) nanostrukturer. Biosensorerna är baserade på optisk detektering av en förändring i spektralresponsen för nanostrukturerna vid bindning av en sjukdomsmarkör. Detekteringskänsligheten kan ökas genom att ändra morfologin och storleken på ädelmetallnanostrukturerna.
Biosensorsystemet är billigt och kan enkelt förlängas till multiparameterbiosensering. Imec presenterar idag bruten symmetri guld nanostrukturer som kombinerar nanoringar med nanodiskar. Genom att kombinera olika nanostrukturer i närheten tillåts detaljerad konstruktion av plasmonresonansen hos nanostrukturerna. Mer specifikt, imec riktade in sig på en optimering av både bredden på resonansstoppen och resonansskiftet vid bindning av sjukdomsmarkören. När det gäller dessa parametrar, de nya geometrier överträffar klart de traditionella nanosfärer. Därför, de är bättre lämpade för praktisk användning i känsliga biosensorsystem.
”Med vår bio-nanoforskning, vi strävar efter att spela en viktig roll för att utveckla kraftfull sjukvårdsdiagnostik och terapi. Vi arbetar med innovativa instrument för att stödja forskning om sjukdomar och vi undersöker bärbara tekniker som kan diagnostisera sjukdomar i ett tidigt skede. Vi vill hjälpa läkemedels- och diagnostikindustrin med instrument för att utveckla diagnostiska tester och behandlingar mer effektivt. ” sade professor Liesbet Lagae, programchef HUMAN ++ om teknik för biomolekylär gränssnitt.
Några av dessa resultat uppnåddes i samarbete med Katolska universitetet i Leuven (Leuven, Belgien), Imperial College (London, Storbritannien) och Rice University (Houston, Texas).
