Desarrollo de nuevas tecnologías en biosensores y dispositivos microfluídicos para aplicaciones biomédicas

Abstract

Los biosensores se han convirtiendo en los últimos años en un apoyo importante para la asistencia sanitaria moderna, para el control en el ámbito de agricultura y del medioambiente. Particularmente, el desarrollo de dispositivos Point of Care (POC) que permiten la atención/medición en el punto de cuidado donde se necesita el registro, constituyen un gran campo de desarrollo en diversas áreas. En el desarrollo de dispositivos POC pueden converger diferentes disciplinas, como química, biología, física e ingeniería; su combinación da lugar a una interesante variedad de subdisciplinas, como biosensores, biochips y microfluídica. La integración de la tecnología de biosensores con la microfluídica brinda la posibilidad de dispositivos miniaturizados, una característica importante y muy buscada para el desarrollo de dispositivos POC.Nuestro grupo ha trabajado en el desarrollo de biosensores POC basados en papel para diferentes aplicaciones. Entre ellos se pueden destacar principalmente dos: una plataforma microfluídica en papel para la inmunodetección de Leishmaniasis Tegumentaria Americana (LTA) y un dispositivo POC para medir el tiempo de protrombina. La primera plataforma utiliza electrodos de grafito fabricados con lápices, y antígenos específicos para la inmunodeterminación de L. (V.) braziliensis y sueros de pacientes humanos. La plataforma permite distinguir impedancimétricamente los casos LTA humanos positivos de los casos negativos (Figura (1)). Estos resultados son prometedores para el prototipo fabricado, que podría permitir en el futuro el diagnóstico, la gestión y el seguimiento del tratamiento de enfermedades tropicales desatendidas como la LTA [1]. El otro desarrollo es un dispositivo electroquímico en papel para la detección del tiempo de protrombina, un parámetro muy importante que permite evaluar la vía extrínseca y la vía común del sistema de coagulación en una muestra de sangre. Para el mismo, se desarrolló un sistema de medición de módulo de impedancia en función del tiempo, de bajo costo, fácil uso, portable y basado en el uso de smartphones para la medición de las celdas electroquímicas bipolares (Figura (2)). El sistema desarrollado permite medir módulos de impedancia en un rango entre 1-10 KΩ (rango esperado en el sensor) con alta linealidad y un error <2%, y medir crono-impedancia durante 3 minutos, considerando que los tiempos de protrombina esperados se encuentran en el orden de las pocas decenas de segundos. Se realizó una primera evaluación del desempeño del dispositivo mediante el uso de plasma de referencia empleando el sensor POC de papel [2]. Se espera poder correlacionar a futuro, las mediciones de crono-impedancia con el tiempo de protrombina.Por otro lado, se está trabajando actualmente en el desarrollo de sensores para medir la señal eléctrica de las plantas, como medio para detectar el estado fisiológico de las mismas.