I ricercatori del centro di ricerca sulle nanotecnologie Imec (Belgio) hanno dimostrato biosensori basati su nuove geometrie di nanostrutture che aumentano la sensibilità e consentono di rilevare concentrazioni estremamente basse di specifici marcatori di malattie. Ciò apre la strada alla diagnosi precoce, ad esempio del cancro, rilevando basse densità di marcatori tumorali nei campioni di sangue umano.
Le nanoparticelle funzionalizzate possono identificare e misurare concentrazioni estremamente basse di molecole specifiche. Consentono la realizzazione di sistemi diagnostici con maggiore sensibilità, specificità e affidabilità che si traducono in un'assistenza sanitaria migliore e più efficiente in termini di costi. E, andando un passo avanti, le nanoparticelle funzionalizzate possono aiutare a curare le malattie, distruggendo le cellule malate a cui le nanoparticelle si legano.
Imec si propone di sviluppare sistemi di biosensori sfruttando un fenomeno noto come risonanza plasmonica superficiale localizzata in nanostrutture di metalli nobili (es. oro e argento). I biosensori si basano sul rilevamento ottico di un cambiamento nella risposta spettrale delle nanostrutture al legame di un marcatore di malattia. La sensibilità di rilevamento può essere aumentata modificando la morfologia e le dimensioni delle nanostrutture di metalli nobili.
Il sistema di biosensori è economico e facilmente estendibile al biosensore multiparametrico. Imec presenta oggi nanostrutture d'oro a simmetria rotta che combinano nanoanelli con nanodischi. La combinazione di diverse nanostrutture in stretta vicinanza consente l'ingegneria dettagliata della risonanza plasmonica delle nanostrutture. Più specificamente, imec ha mirato a ottimizzare sia l'ampiezza del picco di risonanza che lo spostamento della risonanza al legame del marker della malattia. Rispetto a questi parametri, le nuove geometrie superano nettamente le tradizionali nanosfere. Perciò, sono più adatti per l'uso pratico in sistemi di biosensori sensibili.
“Con la nostra ricerca bio-nano, miriamo a svolgere un ruolo importante nello sviluppo di potenti strumenti diagnostici e terapeutici. Lavoriamo su strumenti innovativi per supportare la ricerca sulle malattie e studiamo tecnologie portatili in grado di diagnosticare le malattie in una fase precoce. Vogliamo aiutare l'industria farmaceutica e diagnostica con strumenti per sviluppare test diagnostici e terapie in modo più efficiente; " ha detto il prof. Liesbet Lagae, program manager HUMAN++ sulla tecnologia di interfacciamento biomolecolare.
Alcuni di questi risultati sono stati raggiunti in collaborazione con l'Università Cattolica di Lovanio (Lovanio, Belgio), Imperial College di Londra, Regno Unito) e la Rice University (Houston, Texas).
