Nanobiosensores ópticos

La nanobiotecnología es la rama de la nanotecnología que se perfila como la de mayor impacto en un futuro próximo debido a sus importantes aplicaciones, especialmente, en el diagnostico de enfermedades y terapéuticas. Mucha culpa de ello la tiene los nanobiosensores, dispositivos capaces de detectar en tiempo real y con una alta sensibilidad y selectividad agentes químicos y biológicos, esto unido a su tamaño nanoscópico permitirían ser introducidos fácilmente en el interior del cuerpo humano.

Los nanobiosensores son los basados en propiedades ópticas y nos centraremos en dos fenómenos concretos. El primero es la modulación del campo evanescente y el segundo es el fenómeno de resonancia de plasmón.

El grupo de Biosensores del Instituto de Microtecnología de Madrid ha creado un nanobiosensor fotónico llamado de onda evanescente, mostrado de forma esquemática en la figura. Este hace uso de la forma particular en que las guías de ondas transmiten la luz: esta transmisión tiene lugar en condiciones de reflexión total interna y en cada reflexión, una componente de la luz, denominada onda evanescente, se propaga en el medio que envuelve a la guía. La longitud de penetración de la onda evanescente está comprendida entre 50nm y 300nm y ofrece una oportunidad única para medir cualquier reacción bioquímica que tenga lugar en su interior. El biosensor detecta de forma interferométrica el cambio inducido en las propiedades de la luz como consecuencia de la interacción biomolecular en la zona evanescente. Con este sensor es posible evaluar concentraciones de proteínas a nivel picomolar o variaciones de una única base en el ADN en tan solo unos minutos.
Basándose en el fenómeno de resonancia de plasmón un equipo del CSIC y del ICFO ha desarrollado un biosensor usando nanopartículas para detectar el uso de hormonas ilegales. El fenómeno antes mencionado aparece cuando un haz de luz incide sobre nanopartículas de metales nobles, como oro y plata, y se produce una oscilación colectiva de los electrones, lo que se traduce en la emisión de luz por parte de las nanopartículas en una determinada zona del espectro visible con un pico a una determinada longitud de onda. La unión de diferentes biomoléculas a las nanopartículas implicará un cambio en las propiedades de las nanopartículas, lo que a su vez se reflejará en el cambio de la luz emitida. Este nanobiosensor tiene aplicaciones en el campo de la agroalimentaria, medicina y el control antidopaje.