Investigadores del Boston College descubrieron que un grupo de nanotubos de carbono recubiertos con una capa delgada de polímero que reconoce proteínas forma un biosensor capaz de usar señales electroquímicas para detectar cantidades diminutas de proteínas. Este nuevo biosensor podría proporcionar una nueva herramienta de diagnóstico crucial para la detección de cáncer y otras enfermedades.

El biosensor de nanotubos, descrito por Thomas Chiles y sus colegas en un artículo publicado en la revista Nanotecnología de la naturaleza , demostró ser capaz de detectar ferritina humana, la principal proteína de almacenamiento de hierro de las células, y oncoproteína E7 derivada del virus del papiloma humano. Otras pruebas con calmodulina mostraron que el sensor podía discriminar entre variedades de proteínas que toman diferentes formas. según el equipo multidisciplinario de biólogos, farmacia, y físicos que desarrollaron el sensor.

Las técnicas de impresión molecular han demostrado que las estructuras poliméricas se pueden utilizar en el desarrollo de sensores capaces de reconocer ciertos compuestos orgánicos. pero el reconocimiento de proteínas ha presentado una serie de desafíos difíciles. El equipo del Dr. Chiles utilizó matrices de nanotubos en forma de alambre recubiertos con un recubrimiento de polímero no conductor capaz de reconocer proteínas con una sensibilidad de subpicogramo por litro.

Un aspecto fundamental de la función del sensor son las huellas de las moléculas de proteína dentro del recubrimiento de polímero no conductor. Debido a que las impresiones reducen el grosor del revestimiento, estas regiones del polímero registran un nivel de impedancia más bajo que el resto del polímero aislante cuando entran en contacto con las cargas inherentes a las proteínas y una solución salina ionizada. Cuando una molécula de proteína cae en su imagen especular, llena el vacío en el aislante, permitiendo que los nanotubos registren un cambio correspondiente en la impedancia, señalando la presencia de la proteína.

La encuadernación se puede leer en tiempo real, en lugar de después de días o semanas de análisis de laboratorio, lo que significa que la técnica de impresión molecular de nanotubos podría allanar el camino para biosensores capaces de detectar el virus del papiloma humano u otros virus semanas antes de lo que permiten las técnicas de diagnóstico disponibles actualmente. A diferencia de buscar el anticuerpo del VPH o las respuestas inmunitarias mediadas por células después de la infección inicial, el sensor de nanotubos puede rastrear la proteína del VPH directamente. Además, los métodos de detección electroquímica sin etiqueta no requieren ningún marcador químico.

Este trabajo se detalla en un artículo titulado, "Un nanosensor de huella molecular para la detección ultrasensible de proteínas". Un resumen de este artículo está disponible en el sitio web de la revista.