Los científicos de la EPFL han desarrollado un método para aumentar la sensibilidad de las pruebas de detección rápida como las que se utilizan para el nuevo coronavirus. Los resultados de su estudio de viabilidad se acaban de publicar en Nano letras .

Las pruebas de embarazo y las pruebas de detección rápida del nuevo coronavirus funcionan de la misma manera. Contienen una superficie, generalmente de metal, en la que los nanosensores químicos detectan compuestos específicos en una muestra de orina. saliva o sangre que indican la presencia de una proteína determinada o parte de un virus. "Las pruebas resultan positivas si sus sensores entran en contacto con el compuesto objetivo, "dice Olivier Martin, jefe del Laboratorio de Nanofotónica y Metrología de EPFL, dentro de la Facultad de Ingeniería.

Este mecanismo biológico es invisible a simple vista, pero la forma en que está estructurado el metal hace que pueda interactuar con la luz, creando perturbaciones en el movimiento de la luz. "Estas perturbaciones son las que nos dicen que un sensor en la superficie del metal ha entrado en contacto con el compuesto objetivo, "dice Martin." El proceso crea una onda óptica, que se propaga y aparece como una línea roja en una prueba de embarazo, por ejemplo. "Su equipo trabajó con científicos del Laboratorio de Sistemas Bionanofotónicos de la EPFL, encabezada por Hatice Altug, para hacer que la tecnología sea más sensible y más efectiva. Sus hallazgos acaban de publicarse en Nano letras .

Usando silicio como caja de resonancia

Para realizar sus experimentos, los científicos utilizaron aluminio para la superficie metálica sobre la que se colocan los nanosensores. Justo debajo del aluminio agregaron una capa de silicio, que no conduce la electricidad. "El silicio actúa como una caja de resonancia, "dice Martin." Imagina un timbal:su superficie vibra cuando un baterista lo golpea, y es la caja de resonancia debajo la que nos permite escuchar las vibraciones. En nuestro sistema, la capa de silicio sirve como resonador y amplifica la reacción del metal, haciendo que el sistema sea más sensible. Eso significa que podemos detectar proteínas más pequeñas o concentraciones más pequeñas de virus ".

Un sándwich nanométrico

Su sistema tipo sándwich funciona a escala nanométrica. Pero, ¿por qué decidieron desarrollar una tecnología en miniatura? "Tenemos que operar en la misma escala que los objetos que queremos detectar; en este caso, proteínas y virus. También, la respuesta óptica es diferente según la escala que usemos. Una barra de plata puede parecernos gris pero a escala nanométrica, las partículas de plata en realidad parecen azules, "dice Martín.

Esta es la primera vez que los científicos han desarrollado un sistema de pruebas médicas acoplando un metal con un aislante eléctrico. "Tenemos fórmulas para diseñar nanoestructuras para metales y para materiales dieléctricos, pero aún necesitamos encontrar uno que combine los dos, "dice Martin." El desarrollo de nuestra tecnología de sándwich fue un verdadero desafío. A continuación, planeamos experimentar con otros metales, lo que dará lugar a nuevos retos. También necesitamos optimizar la estructura de nuestro dispositivo para que la resonancia óptica sea lo más fuerte posible ".