p (PhysOrg.com) - Um rápido, teste barato e altamente sensível que identifica marcadores de doença ou outras moléculas em soluções de baixa concentração pode ser o resultado de um biossensor nanomecânico desenvolvido por Cornell, o que pode potencialmente ajudar na detecção da doença em estágio inicial. p O biossensor, com base em uma matriz de nanofios de cristal fotônico, foi desenvolvido por Yuerui Lu, um estudante de graduação no laboratório de Amit Lal, professor de engenharia elétrica e da computação. Sua pesquisa foi publicada online em 6 de dezembro no jornal Nature Communications.

p A operação do sensor foi confirmada em colaboração com Dan Luo, professor de engenharia biológica e ambiental, e seu aluno de graduação Songming Peng.

p O dispositivo experimental é um ressonador mecânico de 50 mícrons de diâmetro feito de uma membrana fina de silício-dióxido de silício com nanofios verticais firmemente embalados na parte superior. O design atinge uma alta proporção superfície-volume para detecção de biomoléculas, o que significa que ele pode detectar moléculas em concentrações muito baixas - até femtomolar. O sensor pode ser útil, por exemplo, para encontrar apenas algumas moléculas em um copo de água.

p O sensor funciona anexando moléculas de DNA de sonda de fita simples aos nanofios. Quando essas moléculas entram em contato com um DNA de fita simples alvo, as moléculas relevantes se ligam, alterando a massa detectada pelo dispositivo. A mudança de massa causa uma mudança na frequência de ressonância do dispositivo.

p Um feixe de laser é direcionado ao dispositivo, e o design inovador dos nanofios permite mais de 90 por cento de absorção da luz, resultando em uma excitação opto-termo-mecânica eficiente do ressonador. Uma leitura óptica da mudança de frequência de ressonância pode ser realizada remotamente, rapidamente e sem fios elétricos, tornando o dispositivo conveniente e barato de fazer, disseram os pesquisadores.

p Lal disse que imagina que os médicos poderiam usar tal dispositivo em análises clínicas, por exemplo, em testes de DNA. Normalmente hoje, O DNA no sangue coletado é comparado com uma sequência padrão.

p O novo dispositivo poderia, em vez disso, ser codificado com sequências de DNA específicas de relevância, e essas moléculas específicas podem ser detectadas em estágios iniciais, quando as concentrações são baixas.

p "Você poderia ter um cartucho com uma série de sensores de membrana, e você pode digitalizar rapidamente para ver qual imperfeição de DNA você pode ter, "disse ele." Os testes de hoje levam tempo e são caros. "

p Esses sensores também podem ser úteis para aplicações ambientais, como monitoramento da qualidade da água. Os pesquisadores esperam melhorar seu dispositivo, tornando-o sensível a certas moléculas de proteína, que são mais complicados porque não se ligam tão especificamente quanto as moléculas de DNA.