Los avances recientes en nanotecnología están brindando nuevas posibilidades para la detección y la obtención de imágenes médicas. Nanoestructuras de oro, por ejemplo, puede mejorar la fluorescencia de los colorantes marcadores que se utilizan comúnmente para detectar biomoléculas y diagnosticar enfermedades específicas.

Ahora, Ping Bai en el Instituto A * STAR de Computación de Alto Rendimiento, Singapur, y compañeros de trabajo han desarrollado una forma rápida y económica de fabricar matrices de nanoagujeros de oro. Los investigadores han demostrado que los chips sensores construidos con estas nanoestructuras pueden detectar con precisión moléculas relacionadas con el cáncer en la sangre y son lo suficientemente pequeños como para ser utilizados en dispositivos médicos portátiles.

Los arreglos de nanoagujeros están diseñados para que la luz incidente de ciertas longitudes de onda induzca oscilaciones a gran escala de los electrones de oro, conocida como resonancia de plasmón de superficie localizada (SPR). El SPR localizado enfoca la energía luminosa absorbida para mejorar la fluorescencia (ver imagen).

"Los sistemas SPR comerciales ya se utilizan en los laboratorios de los hospitales, pero son voluminosos y caros, ", dice Bai." Nos gustaría desarrollar pequeños, dispositivos portátiles para uso clínico in situ. Esto requiere SPR localizado, para lo cual necesitamos matrices de nanoagujeros ".

Previamente, Se han creado matrices de nanoagujeros utilizando litografía por haz de electrones (EBL), lo cual es caro y requiere mucho tiempo. Bai y sus colaboradores usaron EBL para crear un molde de níquel y luego usaron el molde para imprimir patrones de nanoagujeros en un material fotorresistente. Los investigadores hicieron las nanoestructuras evaporando oro sobre la estructura estampada antes de despegar el material fotorresistente. Debido a que el molde de níquel se puede reutilizar muchas veces, este método, llamado nanoimpresión, puede producir una gran cantidad de matrices de nanoagujeros de oro.

"Fabricamos matrices de nanoagujeros de 140 nanómetros cuadrados con muy pocos defectos, "dice Bai. Como primera demostración, los investigadores demostraron que un chip sensor fabricado con sus matrices de nanoagujeros podría detectar antígenos del cáncer de próstata en la sangre, y era diez veces más sensible que un dispositivo idéntico que usaba una película de oro sin nanoagujeros. Optimizar el diseño del chip mejoraría aún más la sensibilidad, Notas de Bai.

El equipo cree que estos chips podrían incorporarse en dispositivos portátiles y baratos en el punto de atención para el diagnóstico rápido de enfermedades como el dengue. "El cartucho de microfluidos construido con nuestras matrices de nanoagujeros tiene aproximadamente el tamaño de una tarjeta de crédito, "dice Bai." En el futuro, esperamos construir detectores que utilicen fuentes de luz muy simples, como LED, y detectores simples similares a las cámaras de los teléfonos inteligentes. Estos dispositivos tendrán aplicaciones generalizadas en la ciencia médica e incluso podrían usarse para detectar contaminantes en los alimentos. el agua o el aire ".