La detección de glucosa en la sangre y otras moléculas biológicas utilizando la nanotecnología

Published on January 22, 2009 at 5:22 PM

Los investigadores han creado un biosensor para la detección precisa de glucosa en sangre y, potencialmente, muchas moléculas biológicas mediante el uso de estructuras huecas llamadas de una sola pared nanotubos de carbono anclado recubierto de oro "nanocubos".

Esta imagen, tomada con un microscopio electrónico de barrido y coloreada digitalmente y mejorado, muestra un nuevo biosensor para la detección precisa de glucosa en sangre y otras moléculas biológicas con estructuras huecas llamadas de una sola pared nanotubos de carbono anclado recubierto de oro "nanocubos". El dispositivo se asemeja a una pequeña tetherball en forma de cubo anclados a los circuitos electrónicos de un nanotubo de unos 25.000 veces más delgadas que un cabello humano. Crédito: Jeff Goecker, Discovery Park, la Universidad de Purdue

El dispositivo se asemeja a una pequeña tetherball en forma de cubo. Cada tetherball es un sensor y está anclado a los circuitos electrónicos de un nanotubo, que actúa como una correa de sujeción y el cable ultra fino para conducir las señales eléctricas, dijo Timothy Fisher, la Universidad de Purdue profesor de ingeniería mecánica.

La tecnología, que detecta la glucosa con mayor precisión que cualquier otra en el desarrollo de biosensores, también podría ser utilizada en medicina para detectar otros tipos de moléculas biológicas y en biosensores futuro para la investigación científica, dijo Marshall Porterfield, profesor asociado de ingeniería biológica y agrícola de Purdue.

"Puede ser parte de un catéter para controlar continuamente la glucosa en sangre para los diabéticos", dijo Porterfield. "Y podría haber muchas otras aplicaciones, incluyendo la investigación científica básica para estudiar las enfermedades y procesos biológicos."

El diseño tetherball se presta para aplicaciones de detección, dijo Fisher.

"Eso es porque la parte de detección del sistema se extiende muy lejos del resto del dispositivo de modo que es más fácil entrar en contacto con moléculas diana", dijo. "No tiene que esperar a que las moléculas objetivo de difundir por todo el camino hasta la superficie y pueden moverse a otras regiones dentro del rango de la correa para la detección mejorada."

Los resultados se detallan en un artículo que aparece en la edición de enero de la American Chemical Society revista ACS Nano. El documento, que será presentado en la portada de la revista, fue escrito por Jonathan Claussen, un estudiante de doctorado en ingeniería agrícola y biológica, Aaron Franklin, un estudiante de doctorado en ingeniería eléctrica e informática; Aeraj ul Haque, estudiante de doctorado en la agricultura y biológicos ingeniería; Porterfield, y Fisher.

La investigación se llevó a cabo en el Centro de Nanotecnología Birck y el Centro Bindley Bioscience en el Parque del descubrimiento de Purdue.

Los nanotubos tienen un diámetro de alrededor de dos nanómetros, o millonésimas de un metro, aproximadamente 25.000 veces más delgadas que un cabello humano.

"El nuevo biosensor es más sensible que los demás en dos aspectos muy importantes", dijo Fisher.

Otros sensores de glucosa requieren por lo menos cinco veces más para generar una señal, y el nuevo sensor también puede operar en un rango más amplio de la concentración de glucosa, lo que significa que podría ser utilizado para muchos propósitos.

"Dependiendo de en qué parte del cuerpo es posible que desee a la glucosa sentido, usted tendría que detectar concentraciones diferentes - por ejemplo, en las arterias o del intestino delgado o en los músculos no son significativamente diferentes concentraciones de glucosa", dijo Porterfield.

Ser capaz de percibir pequeñas cantidades, mientras que al mismo tiempo detectar un amplio rango de concentraciones son dos rasgos que normalmente son mutuamente excluyentes.

"Otros sensores sólo detectan en rangos estrechos de concentraciones específicas", dijo Porterfield. "Debido a las características avanzadas, este sistema se puede adaptar como una plataforma de sensores para todo uso".

Los nanotubos de pared única son especialmente adecuadas para los sensores electrónicos, porque la electricidad fluye de manera más eficiente a través de cables sólo unos pocos nanómetros de diámetro, lo que lo hace a través de cables de corriente.

Los ingenieros han desarrollado una técnica para crecer nanotubos de carbono individuales verticalmente en la parte superior de una oblea de silicio, un paso hacia la fabricación de sistemas electrónicos avanzados, dispositivos inalámbricos y sensores de nanotubos. Los nanotubos crecen fuera de pequeños agujeros en una "plantilla de alúmina anódica porosa". (Este método se describe en un comunicado de prensa anterior a http://www.purdue.edu/UNS/html4ever/2006/060801.Fisher.vertical.html)

Last Update: 13. October 2011 08:38

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