(Phys.org) —I ricercatori dell'Oregon State University stanno combinando diatomee, un tipo di alghe fotosintetiche unicellulari, con nanoparticelle per creare un sensore in grado di rilevare minuscole quantità di proteine o altri biomarcatori.
Si tratta di un approccio nuovo e innovativo ai biosensori ottici, che sono importanti nell'assistenza sanitaria per applicazioni come il rilevamento dei livelli di glucosio nel sangue o la presenza di anticorpi. Sono anche utilizzati per il rilevamento di sostanze chimiche nella protezione dell'ambiente.
I biosensori esistenti spesso richiedono una fabbricazione ad alto costo utilizzando cristalli fotonici artificiali per realizzare un dispositivo strutturato con precisione. Ma le diatomee sembrano avere il giusto tipo di struttura intricata per integrarsi con nanoparticelle d'oro o d'argento e produrre un biosensore ottico a basso costo.
"Ho lavorato a lungo su questo tipo di sensore, e usare le diatomee invece di fabbricare cristalli fotonici rende la vita molto più facile, " ha detto Alan Wang, un assistente professore di ingegneria elettrica presso l'OSU College of Engineering. "E da un punto di vista commerciale costa molto meno, circa 50 centesimi rispetto a 50 dollari."
Jeremy Campbell, uno studente laureato in ingegneria chimica che lavora con il professore dell'OSU Greg Rorrer, ha portato la diatomea all'attenzione di Wang. Questo ha lanciato una collaborazione sponsorizzata dall'Oregon Nanoscience and Microtechnologies Institute e Marine Polymer Technologies.
Sebbene le diatomee siano studiate da altri gruppi per applicazioni come batterie, nessun altro sta studiando il loro uso per i biosensori ottici. La produzione di un sensore a basso costo è importante per un prodotto di consumo che viene gettato via dopo un utilizzo.
La ricerca ha dimostrato che l'utilizzo delle diatomee aumenta le prestazioni delle nanoparticelle aumentando di 10 volte il valore assoluto del segnale, e la sensibilità di 100 volte. L'attuale sensibilità del biosensore OSU è di 1 picogrammo per millilitro, che è molto meglio dei sensori ottici utilizzati nelle cliniche per rilevare il glucosio, proteine e DNA, che hanno una sensibilità di 1 nanogrammo per millilitro.
"La combinazione di strutture create naturalmente con nanoparticelle sintetizzate chimicamente ha il potenziale per rivoluzionare la fabbricazione di dispositivi fotonici, "Ha detto Wang.
