Abián Bentor Socorro-Leránoz, en telekommunikationsingenjör vid NUP/UPNA-Public University of Navarra, har designat optisk resonansbaserade biosensorer för användning i medicinska tillämpningar som detektion av celiaki. Förutom att uppnå högre upplösning och känslighet, materialen som används i dessa enheter är mycket billigare och mer mångsidiga än de som används i nuvarande teknik (främst guld och ädelmetaller), så att de kan erbjuda ett potentiellt alternativ vid utformningen av biomedicinska sensorer.
En biosensor är ett instrument som använder biologiska molekyler (bioreceptorer) för att detektera andra biologiska eller kemiska ämnen. I denna avhandling, bioreceptorerna är antikroppar, biologiska molekyler som kroppen producerar specifikt för att bekämpa antigener. Ett antigen är ett ämne främmande för människokroppen; vårt immunförsvar känner igen det som ett hot, och i närvaro av den, kroppen reagerar genom att producera antikroppar för att identifiera och neutralisera den. Vad är mer, biosensorn är uppbyggd av ett substrat där det fysiska fenomenet som översätter de biologiska reaktionerna till begriplig information äger rum, och immobiliseringslagret, vilket får antikropparna att fästa vid substratet.
"En av de unika egenskaperna är att för substratet använder vi kiselvågledare på vilka vi genererar en specifik typ av resonans, "säger författaren. Biosensorerna är baserade på rörelsen av våglängden hos resonanserna som genereras på grundval av mängden detekterade antigenerna." När antikropparna kommer ihop med antigenerna, det finns en minsta förändring i våglängden som våra biosensorer kan ta upp."
Detta är möjligt tack vare upplösningen från dessa biosensorer och deras känslighet, "vilket gör det möjligt för oss att se hur mycket resonanser skiftar på våglängden när antikropp-antigen-länkarna ökar."
Medicinsk tillämpning
Arbetet som utförs av Abián Socorro är inriktat på medicinska tillämpningar. I grund och botten, ju fler antigener som detekteras i provet, ju mer avancerad sjukdomen är. "Detta är vad vi skulle se:Om du är i en tidig eller sen fas, du kommer att ha få antigener och få antikroppar, så kommer resonansen att röra sig mot våglängder närmare referenserna. Om fasen är mer avancerad, koncentrationerna som detekteras kommer att vara högre, så resonansen kommer att förändras mycket i våglängden, " han förklarade.
Tekniken som används är baserad på LMR, förlustlägesresonanser, där Sensors Laboratory vid NUP/UPNA-Public University i Navarra är en pionjär. "Denna teknologi har visat sig vara en potentiell konkurrent till den som är baserad på SPRS (surface plasmon resonances) som för närvarande dominerar de flesta biosensorapplikationer".
Detta arbete handlar om att optimera parametrarna för de optiska vågledarna som används för att generera resonanser som ger maximal upplösning och känslighet, en avgörande aspekt inom biosensorer. Forskningen har resulterat i två utmärkelser vid de internationella konferenserna Trends in Nanotechnology 2012 och Optical Fiber Sensors 2014. I den senare konferensen, biosensorn var utformad för att upptäcka celiaki och när man jämförde med de vanliga värdena i den kliniska miljön lyckades man minska koncentrationen av antikroppar som detekterats för att diagnostisera denna störning.
