Este diagrama ilustra cómo una nueva tecnología de sensores desarrollada en la Universidad Estatal de Oregon podría funcionar usando perlas magnéticas. (Gráfico cortesía de la Universidad Estatal de Oregon)
Investigadores de la Universidad Estatal de Oregón han encontrado una forma de utilizar "nanoperlas" magnéticas para ayudar a detectar agentes químicos y biológicos. con posibles aplicaciones en todo, desde bioterrorismo hasta diagnósticos médicos, vigilancia ambiental o incluso seguridad del agua y los alimentos.
Cuando está completamente desarrollado como portátil, sensor portátil, como algo que podrías ver en una película de ciencia ficción, proporcionará un laboratorio de diagnóstico completo en un solo chip.
La investigación podría revolucionar el tamaño, velocidad y precisión de los sistemas de detección de sustancias químicas en todo el mundo.
Recientemente se informaron nuevos hallazgos sobre este "sensor de microfluidos" en Sensores y actuadores , una revista profesional, y la universidad está buscando una patente sobre tecnologías relacionadas. Los estudios colaborativos fueron dirigidos por Vincent Remcho, un profesor de química de OSU, y Pallavi Dhagat, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de OSU.
La clave, los científicos dicen, está aprovechando la capacidad de las nanopartículas de óxido de hierro ferromagnéticas, piezas de óxido extraordinariamente diminutas. El uso de tales partículas en el nuevo sistema no solo puede detectar sustancias químicas con sensibilidad y selectividad, pero pueden incorporarse a un sistema de circuitos integrados para mostrar instantáneamente los hallazgos.
"Las partículas que estamos usando son 1, 000 veces más pequeñas que las que se utilizan actualmente en las pruebas de diagnóstico habituales, permitir que un dispositivo sea portátil y se utilice en el campo, "dijo Remcho, quien también es decano asociado de investigación y programas de posgrado en la Facultad de Ciencias de OSU.
"Igualmente importante, sin embargo, es que estas nanopartículas están hechas de hierro, ", dijo." Por eso, podemos usar el magnetismo y la electrónica para que también funcionen como un dispositivo de señalización, para darnos acceso inmediato a la información disponible ".
Según Dhagat, esto debería resultar en una poderosa tecnología de detección que sea rápida, preciso, barato, producible en masa, y lo suficientemente pequeño como para sostenerlo en la mano.
"Esto podría cambiar por completo el mundo de los ensayos químicos, "Dijo Dhagat.
La nueva tecnología desarrollada en la Universidad Estatal de Oregón utiliza "nanoperlas" ferromagnéticas para desarrollar un potente pequeño nuevo tipo de sensor. (Gráfico cortesía de la Universidad Estatal de Oregon)
Los ensayos existentes suelen ser engorrosos y requieren mucho tiempo, utilizando sondas bioquímicas que requieren equipos costosos, personal experto o un laboratorio complejo para detectar o interpretar.
En el nuevo enfoque, diminutas nanopartículas podrían unirse a estas sondas bioquímicas, acompañándolos para ver qué encuentran. Cuando se detecta una sustancia química de interés, Se utiliza una "resonancia ferromagnética" para transmitir la información electrónicamente a una pequeña computadora y la información se muestra inmediatamente al usuario. No se requieren películas delgadas especiales ni procesamiento complejo, pero la capacidad de detección sigue siendo extremadamente sensible y precisa.
Esencialmente, el sistema puede usarse para detectar casi cualquier cosa de interés en el aire o en el agua. Y el uso de lo ordinario El hierro oxidado debería ayudar a abordar los problemas de seguridad en el producto de nanotecnología resultante.
Sería posible la detección rápida de toxinas químicas utilizadas en el bioterrorismo, incluyendo preocupaciones como el ántrax, ricina o viruela, donde inmediato, Se necesitarían pruebas precisas y altamente sensibles. En parte por esa razón, el trabajo ha sido apoyado por una subvención de cuatro años del Laboratorio de Investigación del Ejército, en colaboración con el Instituto de Nanociencia y Microtecnologías de Oregon.
Sin embargo, se podría realizar un seguimiento rutinario y mejorado del tratamiento y el suministro de agua comercial, junto con otras necesidades en el monitoreo ambiental, inspecciones de carga, aplicaciones biomédicas en investigación o atención médica, pruebas de drogas farmacéuticas, o incluso usos más comunes en seguridad alimentaria.
Otros investigadores de OSU que trabajan en este proyecto incluyen a Tim Marr, un estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica, y Esha Chatterjee, estudiante de posgrado en química.
El concepto ha sido probado en el último estudio, los científicos dicen, y se continúa trabajando con la investigación de microfluidos para hacer que la tecnología sea robusta y duradera para un uso prolongado en el campo.
