Nova tecnologia lança bases para biossensores que melhoram o diagnóstico e monitoramento de doenças

No periódico The Optical Society (OSA), Optics Letters, pesquisadores mostram que o sensor pode realizar a detecção sem o marcador S100A4, uma proteína associada a tumores humanos em desenvolvimento, em níveis clinicamente relevantes

Por Milena Tutumi

Pela primeira vez, pesquisadores usaram um sensor baseado em chip com um laser integrado para detectar níveis muito baixos de um biomarcador de proteína do câncer em uma amostra de urina. A nova tecnologia é mais sensível que outros modelos e pode levar a formas não invasivas e baratas de detectar moléculas que indicam a presença ou progressão de uma doença.

“Os métodos atuais para medir os níveis de biomarcadores são caros e sofisticados, exigindo biópsias e análises em laboratórios especializados”, disse a líder da equipe de pesquisa Sonia M. Garcia-Blanco, da Universidade de Twente, na Holanda. “A nova tecnologia que desenvolvemos abre caminho para a detecção mais rápida e ultrassensível de painéis de biomarcadores que permitirão aos médicos tomar decisões oportunas melhorando o diagnóstico personalizado e o tratamento de condições médicas, incluindo câncer”.

No periódico The Optical Society (OSA), Optics Letters, um grupo multi-institucional de pesquisadores mostra que o novo sensor pode realizar a detecção sem o marcador S100A4, uma proteína associada a tumores humanos em desenvolvimento, em níveis clinicamente relevantes.

“O biossensor pode permitir que dispositivos point of care examinem simultaneamente várias doenças”, disse Garcia-Blanco. “Sua operação é simples e não requer tratamentos complicados das amostras, tornando-o um excelente candidato para aplicações clínicas”.

Os pesquisadores dizem que o sensor também possui potencial para aplicações não biomédicas. Por exemplo, para detecção de diferentes tipos de gases ou misturas líquidas.

O funcionamento do sensor de alta sensibilidade

A partir da iluminação da amostra com o laser de microdisco no chip, o sensor detecta a presença de moléculas específicas. Quando a luz interage com o biomarcador de interesse, a cor ou a frequência do laser se altera para o modo de detecção.

Para realizar a detecção em amostras de urina, os pesquisadores tiveram que descobrir como integrar o laser à operação em ambiente líquido. Para isso, utilizaram o óxido de alumínio de material fotônico que, ao entrar em contato com íons de itérbio, resulta em um laser que emite um comprimento de onda fora da faixa de absorção de luz da água, enquanto ainda permite a detecção precisa dos biomarcadores. “Embora os sensores baseados no monitoramento das mudanças de frequência dos lasers já existam, geralmente vêm em geometrias que não são facilmente integradas em pequenos chips fotônicos descartáveis”, disse Garcia-Blanco. “O óxido de alumínio pode ser facilmente fabricado no chip e é compatível com os procedimentos padrão de fabricação eletrônica. Isso significa que os sensores podem ser produzidos em larga escala industrial”.

Os pesquisadores estão trabalhando para incorporar todas as fontes ópticas relevantes e componentes de geração de sinal no chip para tornar a operação no dispositivo ainda mais simples. Outro objetivo é a detecção de uma grande variedade de biomarcadores.

Referência:

De Goede, L. Chang, J. Mu, M. Dijkstra, R. Obregón, E. Martínez, L. Padilla, F. Mitijans, S. M. Garcia-Blanco; “Al2O3:Yb3+ integrated microdisk laser label-free biosensor”; Opt. Lett.; 44, 24, 5937-5940 (2019). Disponível em: https://www.osapublishing.org/ol/fulltext.cfm?uri=ol-44-24-5937&id=423847

Tags:

biomarcador de proteína do câncer, sensor baseado em chip, urina

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