El dispositivo optofluídico permite la detección de moléculas individuales

BREISGAU, Alemania, 10 de noviembre de 2021 - Citando una mayor resistencia a los antibióticos en aumento a nivel mundial, los investigadores del Instituto Fraunhofer de Técnicas de Medición Física (Fraunhofer IPM), que trabajan junto con los de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich, han desarrollado un proceso para detección de patógenos resistentes a múltiples fármacos. El método es lo suficientemente sensible como para poder utilizar una sola molécula de ADN para la detección de patógenos.

Encontrar el antibiótico más eficaz a menudo requiere información sobre el genoma de la bacteria, que normalmente no está disponible en los consultorios médicos. Por lo general, se requieren pruebas de laboratorio, lo que agrega tiempo y complejidad a la búsqueda. El método desarrollado por los investigadores acelera el proceso, utilizando un chip de microfluidos para detectar y analizar moléculas individuales. El objetivo del proyecto SiBoF (potenciadores de señal para ensayos de fluorescencia en diagnósticos moleculares) radica en un método de detección fácil de usar en el punto de atención. Los investigadores anticipan que la plataforma se utilizará como parte de los diagnósticos en el punto de atención en las salas de los hospitales o en las prácticas médicas como una alternativa a los análisis establecidos de reacción en cadena de la polimerasa.
El dispositivo compacto para detectar patógenos resistentes a múltiples fármacos realiza todas las etapas de la reacción automáticamente y proporciona un resultado en una hora. Incluso una sola molécula de ADN es suficiente para la detección. Cortesía de Fraunhofer IPM
Un equipo de investigadores en Alemania ha desarrollado un proceso para detectar rápidamente patógenos resistentes a múltiples fármacos. El proceso utiliza un dispositivo compacto que realiza todas las etapas de la reacción automáticamente y proporciona un resultado en una hora. Incluso una sola molécula de ADN es suficiente para la detección. Cortesía de Fraunhofer IPM.
La plataforma de prueba portátil y compacta está equipada con un sistema de fluidos automatizado, en el que se almacenan todos los reactivos necesarios. El chip microfluídico moldeado por inyección se incorpora en un cajón en el sistema de prueba, donde se le suministran los reactivos necesarios a través del sistema fluídico antes de que se lleve a cabo el análisis óptico.

“Detectamos parte de la cadena de ADN del patógeno. Usando nuestro nuevo proceso, incluso una sola molécula de ADN que se une a un sitio específico en el chip de microfluidos es suficiente para hacer esto. Los canales fluídicos están integrados en el chip, cuyas superficies están preparadas con sitios de unión para patógenos específicos ”, explicó Benedikt Hauer, gerente de proyecto e investigador científico de Fraunhofer IPM.

El dispositivo de punto de atención cuenta con un microscopio de fluorescencia de alta resolución miniaturizado. El software de análisis de imágenes desarrollado específicamente identifica moléculas individuales, lo que permite contar las moléculas objetivo capturadas para obtener un resultado cuantitativo. La fluorescencia se estimula mediante LED, que se colocan debajo del cartucho que contiene los canales fluídicos.

Normalmente, las moléculas de ADN diana se detectan mediante marcadores de fluorescencia específicos. El nuevo método utiliza antenas con perlas de tamaño nanométrico, que amplifican las señales ópticas de estos marcadores y elimina la dependencia de la amplificación química mediante PCR.

“Las antenas ópticas consisten en partículas de metal de tamaño nanométrico que concentran la luz en una región diminuta y también ayudan a emitir la luz, al igual que las antenas macroscópicas lo hacen con las ondas de radio”, dijo Hauer. Las partículas de metal se unen químicamente a la superficie del chip.

Una estructura de moléculas de ADN, que los investigadores clasificaron como origami de ADN, mantiene las dos nanopartículas de oro en su lugar. Entre las nanopartículas, la estructura proporciona un sitio de unión para la molécula diana respectiva y un marcador de fluorescencia. El diseño patentado proporciona la base para la nueva tecnología de ensayo.


Hora de publicación: Dec-14-2021


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