Los investigadores crean un nuevo biosensor óptico para detectar el cáncer

Los investigadores crean un nuevo biosensor óptico para detectar el cáncer

Researchers create new optical biosensor to detect cancer

Los biosensores son dispositivos de diagnóstico importantes que deben ser rápidos, económicos y fáciles de usar. También es beneficioso que los biosensores sean compactos y autónomos para que puedan ser utilizados por cualquier persona, desde los médicos hasta el propio paciente. La mayoría de los biosensores ópticos requieren una amplia gama de colores de luz, como un arco iris, para funcionar de manera confiable.

La necesidad de una amplia gama de luz hace los sensores voluminosos, costosos y más sofisticados. La mayoría de los biosensores disponibles en la actualidad requieren un espectrómetro para extraer los datos más precisos de cada color de luz, lo que limita su uso. Los científicos de EPFL han introducido un nuevo concepto que permite que un solo color de luz funcione como un simple detector de imágenes. A pesar de utilizar un solo color de luz, el sistema proporciona información de biodetección extremadamente precisa como si todo el arco iris de colores claros iluminara el sensor.

El nuevo biosensor utiliza dos funciones específicas que incluyen nanofotónica y técnicas de ciencia de datos. Los chips mismos están construidos con nanoestructuras hechas de silicio. Las superficies de silicio de nanoestructura tienen características del orden de 100 nm para atrapar la luz en la interfaz de la biosamuestra / chip de manera más eficiente. Eso hace que los biosensores sean extremadamente sensibles a la presencia de biomarcadores, lo que resulta en cambios distintos en las características de la luz incidente.

Esa característica es el cambio en la “cantidad” de luz recolectada conocida como intensidad de luz. Normalmente, la cámara recibe continuamente la luz que pasa a través del biochip para adquirir imágenes del biochip con información de intensidad sobre millones de píxeles de imagen. Los biomarcadores adjuntos a las nanoestructuras en el biochip y las imágenes de cambio de intensidad se compilan a partir del cambio de intensidad inducido de cada píxel a resoluciones muy altas.

Los investigadores aprovecharon una técnica de ciencia de datos en combinación con un mapa de rendimiento pregrabado para procesar la información sobre la intensidad de la luz de la gran cantidad de píxeles. El sistema considera la eficiencia de cada píxel y ajusta su contribución a la lectura final de manera colectiva. Los investigadores comparan el proceso con llegar a una conclusión sólida después de recibir información de un grupo de expertos al sopesar cuidadosamente su conocimiento del campo.

Los científicos del proyecto crearon una demostración que utiliza el nuevo biosensor para el diagnóstico del cáncer para detectar exomas tumorales, que son biomarcadores de cáncer en etapa temprana. El equipo determinó que el biosensor basado en imágenes podría monitorear en tiempo real los exomas del cáncer de mama en un amplio rango de detección, lo que los hace clínicamente relevantes tanto para personas sanas como enfermas.

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