Investigadors del Grup de Fenòmens Ondulatoris (GFO), adscrit al Departament d’Enginyeria Electrònica de la Universitat Politècnica de València, estan treballant en el desenvolupament d’un nou tipus de biosensor “label free” d’alta resolució per a prevenció i diagnòstic en el camp de la salut. Basat en l’ús de microbalances de quars de molt alta freqüència, aquest biosensor permetria detectar de forma ràpida, fàcil, directa i en temps real patògens com a bacteris i virus, entre altres aplicacions. El treball dels investigadors de la UPV va ser publicat el passat mes d’abril en la revista Sensors
Segons explica Antonio Arnau, investigador del GFO, els biosensors “label free” han sigut principalment utilitzats en la indústria farmacèutica tenint com a principal inconvenient els seus elevats costos i la necessitat d’usuaris experts per al seu maneig i interpretació de les dades. “No obstant açò, els nous reptes als quals s’enfronta la investigació fan que empreses i centres de R+D estiguen demandant biosensors “label free” més sensibles amb capacitat d’anàlisi en temps real, a un cost reduït i de fàcil maneig i interpretació de la informació”, apunta Arnau.
En aquest sentit, el Ministeri de Ciència i Innovació acaba d’aprovar el finançament, dins del Programa INNPACTO 2011, el projecte DETECTA: Demostrador tecnològic basat en transductors acústics per a aplicacions de prevenció diagnòstic en salut, que executarà un consorci format per AWSensors, Neoris Espanya S.L. i la Universitat Politècnica de València. Aquest projecte té com a objectiu la realització de la prova de concepte i validació de la tecnologia QCM d’Alta Resolució (High Resolution QCM – HR-QCM) per a la seua transferència al mercat. En concret, planteja la validació d’aquesta tecnologia per a la detecció de virus, detecció d’hibridació d’ oligonucleòtids d’ADN bacterià i detecció de residus antibiòtics en aigües.
Per al desenvolupament dels nous els investigadors de la UPV estan aplicant la tècnica microgavimètrica. “Aquesta tècnica és la que ha permès la implementació d’un mètode de detecció quantitatiu, directe i en temps real d’interaccions biomoleculars tals com a antigen-anticòs, detecció de patògens, adhesió cel·lular, adsorció i hibridació d’oligonucleòtids i interaccions de seqüències complementàries de DNA, caracterització de l’absorció de proteïnes, i detecció de bacteris i virus, entre unes altres”, explica Antonio Arnau.
A més de la detecció senzilla, directa i en temps real, els biosensors “label free” destaquen per la seua capacitat de regeneració, la qual cosa ofereix importants avantatges en relació a tècniques d’anàlisis convencionals. Així, per exemple, els investigadors del GFO, en col·laboració amb el Grup d’Inmunotecnologia de l’Institut I3BH de la UPV, han desenvolupat ja un biosensor piezoelèctric que és capaç de detectar l’antigen diana en una petita mostra fluïda en menys de 15 minuts i regenerar el sensor fins a 150 vegades en un procés cíclic, sense pèrdua important de sensibilitat.
El GFO porta investigant aquesta tècnica durant més de 15 anys. Recentment aquest equip ha realitzat avanços importants tant en les tècniques de caracterització com en la tecnologia de suport del sensor i de la fluídica associada, que poden permetre escometre els reptes pendents per a la seua aplicació al desenvolupament de sensors bioquímics, i en particular de biosensors peçaelèctrics “label free”.
El grup que dirigeix el professor Antonio Arnau ha aconseguit desenvolupar una nova generació de sensors de microbalança de quars de molt alta freqüència, amb sensibilitats molt superiors a les dels existents actualment, que van a permetre augmentar més de 1000 vegades (3 ordres de magnitud) el límit de detecció d’aquests sensors en relació a les microbalances convencionals, aconseguint, i fins i tot superant, els límits dels sistemes òptics “label free” actuals. Tot açò, unit als avanços del grup en les tècniques de caracterització d’aquests sensors, ha proporcionat la base per a una nova generació de microbalances denominades “QCM d’Alta Resolució”.
Transferència al mercat
El professor Arnau amb altres membres del GFO ha creat una empresa, spin-off de la Universitat Politècnica de València, denominada “Advanced Wave Sensors (AWSensors)” amb l’objecte transferir els resultats de tant anys d’investigació.