Gli studenti di ingegneria elettrica della BYU si sono imbattuti in un metodo molto non convenzionale che potrebbe accelerare la diagnosi delle malattie lab-on-a-chip.

Quando qualcuno va in ospedale per una grave malattia, se si sospetta un'infezione batterica, possono essere necessari fino a tre giorni per ottenere risultati da un test di coltura batterica. Per allora, spesso è troppo tardi per trattare adeguatamente l'infezione, soprattutto se i batteri sono resistenti ai comuni antibiotici.

Gli studenti della BYU stanno lavorando a un progetto per diagnosticare i batteri resistenti agli antibiotici, o superbatteri, in meno di un'ora. Il loro metodo si basa sull'estrazione di batteri da un campione di sangue e quindi sull'estrazione del DNA da quel batterio. Se nel DNA sono presenti codici genetici specifici che indicano la resistenza agli antibiotici, molecole fluorescenti possono essere attaccate a questi siti. La luce laser può quindi essere puntata sui campioni di DNA e le molecole si illumineranno.

La precisione richiesta per allineare la luce laser su minuscoli campioni di DNA è complessa e lascia poco spazio agli errori. Il team di ricerca della BYU, guidato dal dottor Aaron Hawkins, sta lavorando per trovare modi efficaci per incanalare la luce e i fluidi contenenti DNA insieme in un lab-on-a-chip. Il processo è stato impegnativo, ma alla fine hanno trovato una soluzione improbabile:smalto nero.

"Abbiamo lottato per molti mesi fino a quando uno studente ha suggerito di provare uno smalto opaco per le unghie su uno strato del fotoresist che normalmente usiamo per costruire i chip nella nostra camera bianca, "Ha detto Hawkins. "Sembrava folle e un po' divertente, ma dopo alcuni tentativi ed errori, si è rivelato funzionare molto bene".

Quando si presentò l'improbabile suggerimento, autore principale dello studio e dottorato di ricerca. il candidato Matt Hamblin ha deciso che valeva la pena provare poiché nient'altro funzionava.

"Ho provato così tanti complicati metodi basati sull'interferenza della luce, ma lo smalto ha funzionato, " disse Hamblin, che fa anche parte del club di cabaret della BYU, Umorismo U. "È un po' divertente perché all'inizio è venuto fuori come uno scherzo, ma a volte i problemi complicati possono essere risolti con soluzioni semplicistiche."

Lo smalto crea una pellicola scura sul chip che assorbe e disperde la luce per produrre uno strato "blackout". Questo strato oscurante blocca la luce su gran parte dell'area del chip, ma le consente di passare attraverso minuscole aperture allineate ai canali contenenti fluido. Con la presenza dello strato oscurante, un grande raggio di luce laser può essere proiettato sul chip con tolleranze di allineamento approssimative e l'energia laser raggiunge solo i punti critici che portano all'identificazione del DNA.

"Lo smalto blocca la luce dalle parti del dispositivo che non vogliamo illuminare, "Hamblin ha aggiunto.

Lo smalto opaco rende questo processo di test per le malattie più accessibile e pratico in uno strumento che potrebbe essere utilizzato in un vero ambiente ospedaliero. La tecnica dello smalto per unghie è flessibile e può essere utilizzata su una varietà di superfici.

La ricerca è pubblicata su Rivista di Micro/Nanolitografia, Mem, e MOEMS .