"Despegue láser" para identificar ADN y toxinas

Ingeniería

Un grupo de investigadores ha creado una versión portátil, con el tamaño de un chip, de un sistema de detección que hasta ahora ha sido utilizado habitualmente por la industria y las fuerzas del orden para identificar desde toxinas agrícolas a ADN. El nuevo detector en miniatura permitirá trasladar ciertos tipos de pruebas del laboratorio al exterior, ahorrando tiempo, dinero y aumentando al mismo tiempo la seguridad.

Los chips detectores revolucionarán diversos campos. Foto: Purdue University

            (NC&T) Para conseguirlo, el equipo de ingenieros de la Purdue University utilizó una técnica de procesamiento por láser recientemente desarrollada. Para Timothy D. Sands, responsable de la iniciativa, el proceso de colocar todos los componentes críticos en un chip habría sido imposible sin la citada técnica.

            El sistema tradicional de detección por fluorescencia funciona uniendo un tinte fluorescente a moléculas específicas en una sustancia, para después iluminar esta última mediante un láser. La luz del láser es absorbida por las moléculas teñidas, haciendo que emitan en un cierto color, que es capturado por un sensor. Todo este proceso debe hacerse mediante un complejo, pesado y estacionario equipo instalado en el laboratorio.

            El nuevo dispositivo, en cambio, cabe en un chip de un centímetro de diámetro. Tales instrumentos portátiles podrán utilizarse en una amplia gama de aplicaciones, desde biólogos realizando investigación básica hasta agricultores buscando toxinas en sus cultivos.

            Para crear los chips, se usa la técnica llamada “despegue láser”, que emplea un potente láser para separar y transferir de forma selectiva componentes muy delgados de un sustrato a otro, edificando de esta forma las sucesivas capas funcionales de un chip completo.

            Sands explica que utilizan el láser para manipular materiales, ya sea para hacerlos crecer o para procesarlos. Sands es especialista en integración heterogénea, es decir, fabricar dispositivos combinando materiales totalmente distintos de nuevas maneras. Pueden transferir películas de materiales de un sustrato a otro, y después usar este proceso de ensamblaje mediante láser para construir sistemas complejos hechos de materiales de diferentes clases que no son normalmente compatibles.

            La fluorescencia como técnica de detección está muy extendida. Se etiqueta una molécula o célula específica con una molécula que emite luz cuando es excitada. Al iluminar lo que hayamos etiquetado, la molécula emitirá luz a una longitud de onda más larga. Por ejemplo, iluminando con un láser azul podríamos obtener una emisión de luz verde.

            El ADN puede etiquetarse con un tinte específico, para después hacer que un fluido que contenga el ADN pase por debajo de un rayo láser. La consecuente emisión de luz puede ser recogida y analizada, revelando información sobre el ADN en estudio.

            También es necesario desarrollar sistemas de filtrado de la luz. Si usamos un láser que emite luz azul, no podemos permitir que llegue luz azul a nuestro fotodetector, porque de lo contrario no podremos detectar la débil señal verde emitida por las moléculas excitadas. Es decir, se necesita en este caso un filtro que elimine la luz azul para sólo recoger la verde.

            En el chip han tenido que incluirse todos estos elementos y aún otros no menos complejos. Por ejemplo, se usa un diodo emisor de luz azul (LED), que al recibir electricidad produce este tipo de luz. El LED es fabricado mediante el sistema de “despegue láser”, que consta de varios pulsos de luz ultravioleta trabajando sobre una superficie de zafiro. Ya se han construido LEDs azules y verdes, que con sus correspondientes filtros, permiten realizar análisis de materiales biológicos y químicos. Un color es para calibrar el instrumento, y el otro detecta la molécula que buscamos.

-ENLACES A INFORMACION SUPLEMENTARIA EN INTERNET:

http://news.uns.purdue.edu/UNS/html4ever/2004/040212.Sands.detector.html