Por primera vez, un equipo de científicos de la Universidad de Florida Central ha creado nanomateriales funcionales con interiores huecos que pueden usarse para crear biosensores altamente sensibles para la detección temprana del cáncer.

Xiaohu Xia, un profesor asistente de química con un nombramiento conjunto en el Centro de Tecnología de Nanociencia, y su equipo desarrollaron el nuevo método y recientemente publicaron su trabajo en la revista ACS Nano .

"Estos nanomateriales huecos avanzados tienen un gran potencial para habilitar tecnologías de alto rendimiento en diversas áreas, "dice Xia." Potencialmente podríamos estar hablando de una herramienta de diagnóstico mejor y menos costosa, lo suficientemente sensible como para detectar biomarcadores a bajas concentraciones, lo que podría hacerla invaluable para la detección temprana de cánceres y enfermedades infecciosas ".

Debido a que los nanomateriales huecos hechos de aleaciones de oro y plata muestran propiedades ópticas superiores, podrían ser particularmente buenos para desarrollar una mejor tecnología de tiras reactivas, similar a las pruebas de embarazo de venta libre. Actualmente, la tecnología utilizada para indicar símbolos positivos o negativos en la varilla de prueba no es lo suficientemente sensible como para detectar marcadores que indiquen ciertos tipos de cáncer. Pero el nuevo método de Xia para crear nanomateriales huecos podría cambiar eso.

Más advertencias anticipadas podrían ayudar a los médicos a salvar más vidas.

En tiras reactivas convencionales, Las nanopartículas de oro sólido se utilizan a menudo como etiquetas, donde están conectados con anticuerpos y generan específicamente una señal de color debido a un fenómeno óptico llamado resonancia de plasmón superficial localizado. Bajo la técnica de Xia, Los nanomateriales metálicos se pueden fabricar con interiores huecos. En comparación con las contrapartes sólidas, estas nanoestructuras huecas poseen actividades LSPR mucho más fuertes y, por lo tanto, ofrecen una señal de color más intensa. Por lo tanto, cuando los nanomateriales huecos se utilizan como etiquetas en las tiras reactivas, pueden inducir un cambio de color sensible, permitiendo que las tiras detecten biomarcadores en concentraciones más bajas.

"La tecnología de tiras reactivas se actualiza simplemente reemplazando las nanopartículas de oro sólido con las nanopartículas huecas únicas, mientras que todos los demás componentes de una tira reactiva se mantienen sin cambios, "dice Xia." Al igual que la prueba de embarazo, la nueva tira reactiva puede ser realizada por personas no cualificadas, y los resultados se pueden determinar a simple vista sin necesidad de ningún equipo. Estas características hacen que la franja sea extremadamente adecuada para su uso en ubicaciones desafiantes, como aldeas remotas ".

El estudio UCF se centró en el antígeno prostático específico, un biomarcador para el cáncer de próstata. La nueva tira de prueba basada en nanomateriales huecos pudo detectar PSA tan bajo como 0.1 nanogramos por mililitro (ng / mL), que es suficientemente sensible para el diagnóstico clínico del cáncer de próstata. El estudio publicado incluye imágenes de microscopio electrónico de los nanomateriales huecos metálicos.

"Espero que al proporcionar una plataforma general y versátil para diseñar nanomateriales huecos funcionales con las propiedades deseadas, Se puede lanzar una nueva investigación con potencial para otras aplicaciones más allá de la biosección. "Xia dice.

Los colaboradores del estudio incluyen a Zhuangqiang Gao, Zheng Xi, Haihang Ye, Zhiyuan Wei y Shikuan Shao del departamento de química de UCF; Qingxiao Wang y Moon J. Kim de la Universidad de Texas en Dallas, y Dianyong Tang de la Universidad de Artes y Ciencias de Chongqing en China.