(Phys.org) —Los investigadores de la Universidad Estatal de Oregón están combinando diatomeas, un tipo de alga fotosintética unicelular, con nanopartículas para crear un sensor capaz de detectar cantidades minúsculas de proteínas u otros biomarcadores.
Este es un enfoque nuevo e innovador para los biosensores ópticos, que son importantes en el cuidado de la salud para aplicaciones tales como la detección de niveles de glucosa en sangre o la presencia de anticuerpos. También se utilizan para la detección química en la protección del medio ambiente.
Los biosensores existentes a menudo requieren una fabricación de alto costo utilizando cristales fotónicos artificiales para hacer un dispositivo estructurado con precisión. Pero las diatomeas parecen tener el tipo correcto de estructura intrincada para integrarse con nanopartículas de oro o plata y producir un biosensor óptico de bajo costo.
"He estado trabajando en este tipo de sensor durante mucho tiempo, y usar diatomeas en lugar de fabricar cristales fotónicos hace la vida mucho más fácil, "dijo Alan Wang, profesor asistente de ingeniería eléctrica en la Facultad de Ingeniería de OSU. "Y desde un punto de vista comercial, tiene un costo mucho menor, unos 50 centavos en comparación con 50 dólares ".
Jeremy Campbell, un estudiante de posgrado en ingeniería química que trabaja con el profesor de OSU Greg Rorrer, trajo la diatomea a la atención de Wang. Esto lanzó una colaboración patrocinada por el Instituto de Nanociencia y Microtecnologías de Oregon y Marine Polymer Technologies.
Aunque las diatomeas están siendo estudiadas por otros grupos para aplicaciones como baterías, nadie más está investigando su uso para biosensores ópticos. La producción de un sensor de bajo costo es importante para un producto consumible que se desecha después de un uso.
La investigación ha demostrado que el uso de diatomeas aumenta el rendimiento de las nanopartículas al aumentar el valor absoluto de la señal en 10 veces, y la sensibilidad por 100 veces. La sensibilidad actual del biosensor OSU es de 1 picogramo por mililitro, que es mucho mejor que los sensores ópticos utilizados en clínicas para detectar glucosa, proteínas y ADN, que tienen una sensibilidad de 1 nanogramo por mililitro.
"La combinación de estructuras creadas naturalmente con nanopartículas sintetizadas químicamente tiene el potencial de revolucionar la fabricación de dispositivos fotónicos, "Dijo Wang.
