Abián Bentor Socorro-Leránoz, een telecommunicatie-ingenieur van de NUP/UPNA-Public University of Navarra, heeft op optische resonantie gebaseerde biosensoren ontworpen voor gebruik in medische toepassingen zoals de detectie van coeliakie. Naast het bereiken van een grotere resolutie en gevoeligheid, de materialen die in deze apparaten worden gebruikt, zijn veel goedkoper en veelzijdiger dan de materialen die in de huidige technologieën worden gebruikt (voornamelijk goud en edelmetalen), zodat ze een potentieel alternatief kunnen bieden bij het ontwerpen van biomedische sensoren.

Een biosensor is een instrument dat biologische moleculen (bioreceptoren) gebruikt om andere biologische of chemische stoffen te detecteren. In dit proefschrift, de bioreceptoren zijn antilichamen, biologische moleculen die het lichaam specifiek produceert om antigenen te bestrijden. Een antigeen is een stof die vreemd is aan het menselijk lichaam; ons immuunsysteem herkent het als een bedreiging, en in aanwezigheid ervan, het lichaam reageert door antilichamen aan te maken om het te identificeren en te neutraliseren. Wat is meer, de biosensor bestaat uit een substraat waar het fysieke fenomeen plaatsvindt dat de biologische reacties vertaalt in begrijpelijke informatie, en de immobilisatielaag, waardoor de antilichamen zich aan het substraat hechten.

"Een van de unieke kenmerken is dat we voor het substraat siliciumgolfgeleiders gebruiken waarop we een specifiek type resonantie genereren, " zegt de auteur. De biosensoren zijn gebaseerd op de beweging van de golflengte van de resonanties die worden gegenereerd op basis van de hoeveelheid gedetecteerde antigenen. "Als de antilichamen samenkomen met de antigenen, er is een minimale verandering in de golflengte die onze biosensoren kunnen oppikken."

Dit is mogelijk dankzij de resolutie die door deze biosensoren wordt bereikt en hun gevoeligheid, "waardoor we kunnen zien hoeveel resonanties op de golflengte verschuiven naarmate de antilichaam-antigeenverbindingen toenemen."

Medische toepassing:

Het werk van Abián Socorro is gericht op medische toepassingen. In principe, hoe meer antigenen er in het monster worden gedetecteerd, hoe geavanceerder de ziekte is. "Dit is wat we zouden zien:als je in een vroege of late fase bent, u zult weinig antigenen en weinig antilichamen hebben, dus de resonantie zal zich verplaatsen naar golflengten die dichter bij de referentie liggen. Als de fase verder gevorderd is, de gedetecteerde concentraties zullen hoger zijn, dus de resonantie zal veel veranderen in de golflengte, " hij legde uit.

De gebruikte technologie is gebaseerd op LMR's, lossy modus resonanties, waarin het Sensors Laboratory van de NUP/UPNA-Public University of Navarra een pionier is. "Deze technologie heeft laten zien een potentiële concurrent te zijn van de technologie op basis van SPRS (surface plasmon resonanties) die momenteel de meeste biosensortoepassingen domineert".

Dit werk gaat over het optimaliseren van de parameters van de optische golfgeleiders die worden gebruikt om resonanties te genereren die de maximaal mogelijke resolutie en gevoeligheid bieden, een cruciaal aspect op het gebied van biosensoren. Het uitgevoerde onderzoek heeft geleid tot twee awards op de internationale conferenties Trends in Nanotechnology 2012 en Optical Fiber Sensors 2014. In de laatste conferentie, de biosensor is ontworpen om coeliakie te detecteren en in vergelijking met de gebruikelijke waarden in de klinische omgeving is het gelukt om de concentratie van antilichamen die worden gedetecteerd om deze aandoening te diagnosticeren, te verminderen.