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Dispositivo para la detección rápida de varios marcadores en muestras biológicas

Científicos del CSIC han desarrollado un dispositivo analítico compacto para la detección rápida y multiplexada de varios biomarcadores en fluidos biológicos. Este diseño simplifica la escalabilidad y reduce costes en la producción, lo que es especialmente adecuado para obtener dispositivos de diagnóstico in situ ‘point-of-care’.

Prototipo del dispositiovo multiplexado (IMB-CNM)Muchos sensores de los usados actualmente en biomedicina están basados en celdas electroquímicas con una configuración plana. Una limitación de su diseño es el limitado espacio del sustrato, porque si el número de conexiones requeridas excede la superficie plana disponible, aumenta la complejidad de fabricación y, a su vez, el coste general del dispositivo.

Una forma de solventar el inconveniente es reducir las conexiones. Es lo que han hecho científicos del CSIC en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona – Centro Nacional de Microelectrónica (IMB-CNM), con el desarrollo de un dispositivo analítico compacto que detecta de forma rápida varios biomarcadores en fluidos biológicos.

El dispositivo es multiplexado, es decir, hace que dos o más señales compartan un solo canal. Con las conexiones compartidas, se reduce el espacio necesario. Esto permite una fácil implementación en dispositivos microfluídicos sobre papel.

La configuración general combina en un solo dispositivo una matriz de transductores electroquímicos reutilizables, que son los componentes principales de los biosensores,  y un componente microfluídico de papel. Ambos se alinean fácilmente en un cartucho de plástico, lo que permite la sustitución del componente de papel tras cada medida. EL diseño también incluye el uso de nanopartículas magnéticas como biomarcadores para un pre-tratamiento de la muestra.

El dispositivo es multiplexado: hace que dos o más señales compartan un solo canal, lo que reduce las conexiones y el espacio necesario

El prototipo desarrollado tiene como principales ventajas la posibilidad de detección simultánea de biomarcadores en sangre, suero, orina, saliva, esputo, muestras nasofaríngeas y orofaríngeas. Puede aplicarse para la detección, por ejemplo, de proteínas bacterianas y virales, como las producidas por la infección por SARS-Cov-2, anticuerpos y citoquinas ARN, IgM e IgG (IL-6. IL-8).

Se trata de una tecnología de bajo coste, que tiene alta sensibilidad, permite un análisis rápido y, además, minimiza el material residual. Permite obtener dispositivos compactos y simples para detectar varios parámetros, cuyo número podría ampliarse fácilmente sin comprometer el rendimiento del ensayo. Esto es adecuado para análisis como los realizados con sensores ELISA y dispositivos de diagnóstico de los llamados ‘point-of-care’, que se usan en el mismo centro médico de atención al paciente y permiten obtener un resultado inmediato.

 

Contacto
Isabel Gavilanes-Pérez, PhD.
Deputy Vice-Presidency for Knowledge Transfer.
Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
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