O Dr. Park e seus colegas relatam um novo protocolo de biossensor baseado no monitoramento de mudanças na transmitância óptica de uma solução contendo cadeias auto-montadas de esferas magnéticas funcionalizadas sendo giradas por um campo magnético externo.

O bio-sensoriamento baseado na detecção de rótulos magnéticos oferece um rápido, protocolo sensível e barato para diagnósticos médicos de ponto de atendimento, onde sensores magnetorresitivos são usados ​​para detectar grânulos magnéticos imobilizados em substratos por meio de processos de biorreconhecimento.

Contudo, esta abordagem requer várias etapas - imobilização de moléculas de sonda, lavagem para remover ligações não específicas, e assim por diante - restrições que limitam a sensibilidade, velocidade e custo, e, finalmente, o tamanho do sistema.

Em uma abordagem alternativa Sang Yoon Park no Electronics Inspired Interdisciplinary Research Instiute (EIIRIS), Toyohashi Tech e colegas do Instituto de Tecnologia de Tóquio, relatar sobre um novo protocolo de biossensor baseado no monitoramento de mudanças na transmitância óptica de uma solução contendo cadeias automontadas de grânulos magnéticos funcionalizados sendo girados por um campo magnético externo. Mais importante, este método denominado homogêneo é rápido, altamente sensível em uma ampla faixa de concentração e não requer substratos ou sensores magnéticos.

Os comprimentos das cadeias de esferas magnéticas biotiniladas girando em uma solução aumentaram com a adição de biomoléculas complementares (avidina) à solução, e mais importante, o aumento no comprimento da cadeia estava diretamente relacionado à concentração de avidina adicionada à solução. Esta mudança no comprimento das correntes foi medida com alta precisão monitorando as mudanças na transmissão óptica das correntes rotativas na solução. Notavelmente, a transmitância óptica através da solução dependia dos comprimentos das cadeias rotativas, que por sua vez estava relacionado à concentração de moléculas de avidina adicionadas à solução.

A configuração experimental consistia em três componentes simples:uma fonte de luz de um feixe branco não polarizado, uma cubeta contendo uma solução de contas magnéticas funcionalizadas, e um espectrômetro compacto. Os grânulos magnéticos biotinilados usados ​​pelos pesquisadores tinham um diâmetro de 250 nm, e consistia em partículas superparamagnéticas embutidas em uma matriz polimérica. A superfície do polímero foi coberta com biomoléculas de biotina e a concentração de avidina adicionada à solução foi medida aplicando um campo magnético giratório à cubeta e monitorando a transmissão óptica da solução quando a molécula alvo (avidina) foi adicionada à solução.

Em 30 segundos, os pesquisadores determinaram quantitativamente a concentração de avidina adicionada à solução com uma sensibilidade de 100 pM e uma faixa dinâmica de pelo menos quatro ordens de magnitude. Este protocolo é rápido, altamente sensível, meios baratos e homogêneos para quantificar os processos de biorreconhecimento.