NUPek gailu aurreratu bat garatu du biomolekulak kontzentrazio oso baxuetan detektatzeko
Biosentsore optiko hori hiru herrialderekin lankidetzan egindako nazioarteko proiektu baten emaitza da, eta lagungarri izaten ahal da gaixotasunak goiz diagnostikatzeko
Nafarroako Unibertsitate Publikoko (NUP) ikertzaile batzuek, Italiako, Poloniako eta Kolonbiako talde zientifiko-teknologikoekin lankidetzan, biosentsore optiko berritzaile bat garatu dute, biomolekulak detektatzeko gai dena, hala nola proteinak, DNA edo birusa, fluido biologiko konplexuetan, esaterako giza seruma, aurrekaririk gabeko zehaztasunarekin eta sentikortasunarekin. Gailua ebaluatu zen G immunoglobulina (IgG) izeneko antigorputz mota bat kontzentrazio oso baxuetan detektatuz, eta lagungarria izaten ahal da gaixotasunak goiz diagnostikatzeko.
Lana “Advanced science” aldizkari zientifikoan[1] argitaratu da, eta NUPeko ikertzaile hauek parte hartu dute aipatu lanean: Ignacio del Villar Fernández eta Ignacio R. Matías Maestro katedradunak, Smart Cities Institutuko (ISC)[2] ikertzaileak, eta Dayron Armas Peña doktoretzako ikaslea. Italiako Nello Carrara Fisika Aplikatuko Institutuko, Varsoviako (Polonia) Unibertsitate Teknologikoko eta Kolonbiako Unibertsitate Nazionaleko espezialistak dira nazioarteko taldeko gainerako kideak.
Biosentsorea biofotonika izeneko teknologia batean oinarritzen da. Teknologia horrek argia erabiltzen du biomolekulak detektatzeko. Sentsore hori sortzeko, ikertzaileen nazioarteko taldeak nanofilmak erabili ditu. Nanofilmak material geruza oso meheak dira (nanometro bat milimetro baten milioiren bat da), eta egitura handiagoetan ikusten ez diren propietate optiko bereziak dituzte.
Nanofilm horiek dimentsio bakarreko kristal fotonikoa osatzen dute. Kristal hori zuntz optiko batean integratuta dago, eta albo batean leunduta, argiak zuzenean elkarreragin dezan kanpoko ingurunearekin, biomolekulak dauden ingurunearekin, alegia. Hala, horietako bat zuntz optikoaren gainazal leunera hurbiltzen denean edo hari itsasten zaionean, horrek eragina du honetan: argiak nola jokatzen duen kristal fotonikoan. Sentsoreak argiaren aldaketa horiek detektatzen ditu, eta horri esker biomolekulen presentzia eta kopurua identifikatzen ahal dira.
Arrakastaren giltza: sentsibilitate eta zehaztasun handiak
Biosentsore honen funtsezko berrikuntzetako bat da errefrakzio-indizean (material bat zeharkatzean argia nola desbideratzen den neurtzen du) kontraste handia eta argi-galera txikia duten nanomaterialak aukeratzea. Horrek esan nahi du sentsoreak biomolekula kopuru txikiak ere detektatzen ahal dituela ezohiko zehaztasunarekin, eta hori funtsezkoa da medikuntzako aplikazioetarako.
Sentikortasun handiaren eta altuera ertaineko banda-zabalera (FWHM, ingelesezko sigletan) izenez ezagutzen den parametro teknikoaren arteko oreka lortzean, gailuak argi identifikatzen ahal ditu biomolekulak, beste substantzia batzuekin nahastu gabe. Konbinazio horrek nabarmen hobetzen du meritu-figura (FoM, ingelesezko sigletan) izenez ezagutzen dena, gailuaren errendimendu orokorraren adierazle bat.
Gaixotasunak detektatzen lehen etapetan
Zehazki, biosentsorearen errendimendua ebaluatu zen G immunoglobulina (IgG) izeneko antigorputza detektatuz gizakien serumaren laginetan. Sentsoreak detektatzen ahal duen substantzia baten gutxieneko kontzentrazioari detekzio-muga deitzen zaio (LoD, ingelesezko sigletan). Eta nazioarteko talde horrek NUPen parte-hartzearekin garatutako sentsoreak 70 attomolarreko (aM) LoD errekorra lortu zuen, kontzentrazio oso baxua, milioika molekularen artean molekula bakarra detektatzearen edo milioi bat bilioi litro ureko ozeano batean molekula bakarra izatearen baliokidea. Sentikortasun maila horrek ondorio garrantzitsuak ditu gaixotasunak goiz diagnostikatzeko, kantitate txikietan biomarkatzaileak aurkitzea ahalbidetzen baitu, gaixotasunak hastapenetan daudenean.
Argazkia:
Biosentsorea garatu duten NUPeko ikertzaileak.
Ezkerretik eskuinera: Ignacio Matías, Ignacio del Villar eta Dayron Armas.
[1] https://www.cnr.it/it/news/allegato/2923
[2] https://www.unavarra.es/eu/sites/research-institutes/isc.html