La proliferación de pruebas en el punto de atención, desde medidores de glucosa en sangre en el hogar hasta pruebas rápidas de COVID-19, está acelerando y mejorando la atención médica.

Sin embargo, continuar mejorando la tecnología de detección que está impulsando el crecimiento de estos productos es cada vez más desafiante.

Algunos chips de detección óptica, por ejemplo, contienen nanoestructuras que son casi tan pequeñas como las moléculas biológicas y químicas que están buscando. Estas nanoestructuras mejoran la capacidad del sensor para detectar moléculas. Pero sus diminutas dimensiones dificultan guiar las moléculas al área correcta del sensor.

"Es como construir un nuevo auto de carreras que es más aerodinámico y, por lo tanto, corre más rápido, pero su puerta es demasiado pequeña para que el conductor ingrese al auto", dice Peter Q. Liu, Ph.D., profesor asistente de electricidad. ingeniería en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Buffalo.

Liu, junto con Xianglong Miao, Ph.D. candidato en su laboratorio, y Ting Shan Luk, Ph.D., en el Centro de Nanotecnologías Integradas, Laboratorios Nacionales Sandia, han creado un nuevo sensor que apunta a este problema.

Descrito en un estudio publicado en Advanced Materials en enero, el sensor utiliza espectroscopia de absorción infrarroja mejorada en superficie (SEIRA).

La espectroscopia implica estudiar cómo la luz interactúa con la materia. Si bien la espectroscopia de absorción infrarroja existe desde hace más de 100 años, los investigadores aún intentan hacer que la tecnología sea más potente, asequible y versátil.

Como sugiere el nombre, estos sensores funcionan con luz en la banda del infrarrojo medio del espectro electromagnético, que se utiliza en controles remotos, gafas de visión nocturna y otros productos.

El nuevo sensor consta de varios conjuntos de diminutas tiras rectangulares de oro. Los ingenieros sumergieron las tiras en 1-octadecanotiol, que es un compuesto químico (a menudo abreviado como ODT) que decidieron identificar.

Luego, los investigadores agregaron una gota de metal líquido, en este caso, galio, para que sirviera como base del sensor. Por último, colocaron una fina cubierta de vidrio encima para formar una estructura tipo sándwich.

El diseño del sensor, con sus capas y cavidades, crea lo que los investigadores llaman una "antena nanoparche". La antena canaliza moléculas hacia las cavidades y absorbe suficiente luz infrarroja para analizar muestras biológicas y químicas.

"Incluso una sola capa de molécula en nuestro sensor puede generar un cambio del 10 % en la cantidad de luz reflejada, mientras que un sensor típico solo puede producir un cambio del 1 %", dice Liu, quien agrega que el equipo continuará refinando la sensor con el objetivo de utilizarlo para aplicaciones de detección bioanalítica y diagnóstico médico, como la detección de biomarcadores vinculados a ciertas enfermedades.

Después de medir la ODT, los investigadores retiraron el galio líquido de la superficie del chip sensor con un hisopo. Este proceso permite reutilizar el sensor, lo que podría hacerlo más rentable que alternativas similares.

"La estructura de nuestro sensor lo hace adecuado para aplicaciones de punto de atención que puede implementar una enfermera en un paciente, o incluso fuera del hospital en el hogar del paciente", dice. + Explora más

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