Le proteine ​​sono una delle classi più importanti di biomarcatori:molecole biologiche indicative di una malattia o della salute di un individuo. Il rilevamento delle proteine ​​è fondamentale in una varietà di test; dalla diagnosi di malaria, attraverso il rilevamento di attacchi di cuore, allo screening e al monitoraggio del cancro. Il modo più comune per rilevare questi biomarcatori è utilizzare un test biochimico noto come saggio immunologico, che è la base di qualsiasi test di gravidanza.

Come per ogni prova, migliorare la precisione, significa risultati più precisi e ora appare sulla copertina della rivista peer-reviewed Chimica analitica gli scienziati hanno fatto un miglioramento significativo.

Il risultato arriva da un team internazionale di scienziati del Technion – Israel Institute of Technology e IBM Research di Zurigo che hanno sviluppato congiuntamente una tecnica in grado di migliorare la sensibilità del rilevamento delle proteine ​​nei test immunologici di oltre 1, 000 volte, rispetto a un'implementazione di immunodosaggio standard. Il metodo del team si basa su un semplice componente hardware:un chip microfluidico contenente canali di flusso della larghezza di un capello umano.

Ciò che rende questa tecnica particolarmente importante è che funziona incredibilmente bene quando i biomarcatori proteici sono presenti in numero estremamente ridotto, come è la situazione durante le prime fasi di una malattia.

Moran Bercovici, assistente professore presso la facoltà di Ingegneria Meccanica al Technion ha detto, "Utilizziamo una vecchia tecnica di messa a fuoco chiamata isotacoforesi (ITP) in un modo nuovo, utilizzando una combinazione di campi elettrici e chimica specializzata. Ciò ci consente di raccogliere le proteine ​​in un volume minuscolo e di consegnarle con precisione per reagire con anticorpi di rilevamento modellati sulla superficie del microcanale”.

"Sostanzialmente inganniamo il rilevatore, " aggiunge Federico Paratore, un dottorando congiunto tra i gruppi, e l'autore principale dell'opera. "Presentiamo a un rilevatore standard una concentrazione di proteine ​​che è 10, 000 volte superiore rispetto al campione originale, e fai in modo che il rilevatore risponda di conseguenza."

Paratore spiega la semplicità della prova, "Alcune gocce del campione vengono introdotte nel chip microfluidico, e viene attivato un campo elettrico. Sorprendentemente, le proteine ​​vengono compresse a un volume di circa 50 pico-litri, circa 1 milione di volte più piccolo del volume di una lacrima umana e in pochi minuti, il risultato è visibile."

Paratore fa parte di un progetto congiunto dell'Unione Europea, fiale virtuali, e lavora in entrambi i siti combinando i punti di forza del team di Technion in elettrocinetica e meccanica dei fluidi, con l'esperienza di IBM in microtecnologia e diagnostica. A Technion, Paratore ha collaborato con Tal Zeidman‑Kalman e Tally Rosenfeld, che sono coautori di questo articolo.

Dottor Govind Kaigala, scienziato presso IBM Research aggiunge, "L'eleganza di questo approccio sta nella sua semplicità e, naturalmente, nell'immenso miglioramento della sensibilità del dosaggio che potrebbe essere applicato a una gamma di immunodosaggi. Crediamo fermamente che una tale tecnologia contribuirà a colmare le lacune nella tecnologia di dosaggio immunologico esistente e sarà applicata direttamente a campioni biologici come sangue, saliva, o urina."

L'approccio del team può consentire dispositivi semplici in grado di analizzare piccoli campioni (come una goccia di sangue), sostituendo le grandi e sofisticate apparecchiature di laboratorio richieste oggi.