Un esquema de una plataforma de biosensor que se asemeja a una telaraña. Crédito:DGSIT
Un equipo de investigación dirigido por el profesor CheolGi Kim ha desarrollado una plataforma de biosensores que utiliza patrones magnéticos que se asemejan a una telaraña con capacidad de detección 20 veces más rápida que los biosensores existentes.
La capacidad de detección de un biosensor está determinada por la resolución del sensor y la velocidad de movimiento y reacción de las moléculas. Muchos grupos de investigación en Corea y otros países han estado mejorando la resolución mediante innovaciones en nanomateriales, pero mejorar la sensibilidad es un desafío debido al transporte de baja difusión de biomoléculas hacia la región de detección.
El profesor Kim y su equipo de investigación utilizaron un campo magnético para superar el lento movimiento de biomoléculas como las proteínas y el ADN es lento cuando el transporte depende de la difusión. Las biomoléculas marcadas con partículas superparamagnéticas podrían controlarse con el uso de un campo magnético externo y detectarse con un sensor magnético ultrasensible. La plataforma del biosensor del equipo de investigación utiliza un patrón micromagnético en forma de telaraña que mejora la capacidad de detección del biosensor al atraer biomoléculas etiquetadas con las partículas superparamagnéticas al área de detección.
una. Representación esquemática de la telaraña magnética con sensor integrado; B. Imagen de microscopio electrónico de barrido (SEM) del sensor integrado con la red de telaraña; C. Vista esquemática en sección transversal de las estructuras en capas del sensor y los patrones magnéticos, marcado como A y B en la Figura b. Crédito:DGIST
El primer autor, Byeonghwa Lim, del programa de doctorado de Ciencia de Materiales Emergentes de DGIST, elaboró sobre la plataforma del biosensor:"Cuando se aplica un campo magnético giratorio a un patrón magnético en forma de telaraña, puede atraer biomoléculas marcadas con partículas superparamagnéticas más rápidamente al sensor. La velocidad es muy rápida y puede detectar al sujeto 20 veces más rápido que el método de difusión ".
El equipo de investigación también logró monitorear las biomoléculas conjugadas con las partículas superparamagnéticas a una distancia del área de detección utilizando la plataforma biosensor. Además, El equipo descubrió que las partículas superparamagnéticas no solo desempeñan el papel de carga biomolecular para el transporte, pero también actúan como etiquetas para que el sensor indique la ubicación de biomoléculas.
El profesor Kim dijo:"Los biosensores existentes requieren mucho tiempo para detectar biomoléculas de baja densidad, y tienen poca eficiencia de detección ya que solo dependen de la difusión. La plataforma de biosensores basada en campos magnéticos mejora la capacidad de recolección de biomoléculas y aumenta la velocidad y sensibilidad del movimiento de las biomoléculas. Por lo tanto, Tenemos previsto utilizar esta plataforma para el diagnóstico precoz y el diagnóstico de recurrencia de enfermedades como el cáncer. "
una. Una foto del chip de telaraña magnético integrado con el sensor magnetorresistivo; B. Paisaje de campo disperso efectivo dependiendo de la ubicación de la partícula con respecto al área de detección del sensor; C. La señal del sensor medida. Crédito:DGIST
