Química per a diagnòstics de nova generación: Factors clau en el desenvolupament de biosensors mèdics

Autors/ores

  • Maria Soler Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), CSIC, BIST i CIBER-BBN (Espanya). http://orcid.org/0000-0001-7232-2277
  • Laura M. Lechuga Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), CSIC, BIST i CIBER-BBN (Espanya).

DOI:

https://doi.org/10.7203/metode.15.27225

Paraules clau:

funcionalització de sensors, biosensors sense marcatge, química de superfícies, nanotecnologia, diagnòstic clínic

Resum

Els biosensors s’han perfilat com a possibles tecnologies de diagnòstic de nova generació, ja que ofereixen un excel·lent rendiment clínic, són molt versàtils i poden integrar-se en dispositius miniaturitzats per a fer anàlisis portàtils. Però la biofuncionalització del sensor, és a dir, la forma en què s’immobilitzen els bioreceptors en el xip sensor, és un repte que encara exigeix més investigació en estratègies de química de superfícies i ús de nous nanomaterials. Presentem un breu resum dels factors clau que estan millorant els biosensors mèdics, amb especial atenció a les limitacions actuals en la modificació de la superfície del sensor i l’anàlisi directa de mostres humanes. Arribem a la conclusió que implantar biosensors de diagnòstic d’avantguarda amb èxit només serà possible mitjançant la sinergia de distintes ciències, entre les quals hi ha la física, la biologia, l’enginyeria i, per descomptat, la química.

Descàrregues

Les dades de descàrrega encara no estan disponibles.

Biografies de l'autor/a

Maria Soler, Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), CSIC, BIST i CIBER-BBN (Espanya).

Investigadora Ramón y Cajal del Grup de Nanobiosensors i Aplicacions Bioanalítiques (NanoB2A), Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), CSIC, BIST i CIBER-BBN (Espanya).

Laura M. Lechuga, Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), CSIC, BIST i CIBER-BBN (Espanya).

Professora d’Investigació del CSIC i líder del Grup de Nanobiosensors i Aplicacions Bioanalítiques (NanoB2A), Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), CSIC, BIST i CIBER-BBN (Espanya).

Referències

Altug, H., Oh, S. H., Maier, S. A., & Homola, J. (2022). Advances and applications of nanophotonic biosensors. Nature Nanotechnology, 17(1), 5–16. https://doi.org/10.1038/s41565-021-01045-5

Avci, C., Imaz, I., Carné-Sánchez, A., Pariente, J. A., Tasios, N., Pérez-Carvajal, J., Alonso, M. I., Blanco, A., Dijkstra, M., López, C., & Maspoch, D. (2017). Self-assembly of polyhedral metal–organic framework particles into three-dimensional ordered superstructures. Nature Chemistry, 10(1), 78–84. https://doi.org/10.1038/nchem.2875

Cesewski, E., & Johnson, B. N. (2020). Electrochemical biosensors for pathogen detection. Biosensors and Bioelectronics, 159, 112214. https://doi.org/10.1016/J.BIOS.2020.112214

Grigorenko, A. N., Polini, M., & Novoselov, K. S. (2012). Graphene plasmonics. Nature Photonics, 6(11), 749–758). https://doi.org/10.1038/nphoton.2012.262

Jing, Y., Chang, S. J., Chen, C. J., & Liu, J.-T. (2022). Review—Glucose monitoring sensors: History, principle, and challenges. Journal of The Electrochemical Society, 169(5), 057514. https://doi.org/10.1149/1945-7111/AC6980

Kim, J. H., Suh, Y. J., Park, D., Yim, H., Kim, H., Kim, H. J., Yoon, D. S., & Hwang, K. S. (2021). Technological advances in electrochemical biosensors for the detection of disease biomarkers. Biomedical Engineering Letters, 11(4), 309–334. https://doi.org/10.1007/S13534-021-00204-W

Lopez, G. A., Estevez, M. C., Soler, M., & Lechuga, L. M. (2017). Recent advances in nanoplasmonic biosensors: Applications and lab-on-a-chip integration. Nanophotonics, 6(1), 123–136. https://doi.org/10.1515/nanoph-2016-0101

Moreno, C., Vilas-Varela, M., Kretz, B., Garcia-Lekue, A., Costache, M. V., Paradinas, M., Panighel, M., Ceballos, G., Valenzuela, S. O., Peña, D., & Mugarza, A. (2018). Bottom-up synthesis of multifunctional nanoporous graphene. Science, 360(6385), 199–203. https://doi.org/10.1126/science.aar2009

Sadighbayan, D., Sadighbayan, K., Tohid-kia, M. R., Khosroushahi, A. Y., & Hasanzadeh, M. (2019). Development of electrochemical biosensors for tumor marker determination towards cancer diagnosis: Recent progress. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 118, 73–88. https://doi.org/10.1016/J.TRAC.2019.05.014

Saha, T., Del Caño, R., Mahato, K., De la Paz, E., Chen, C., Ding, S., Yin, L., & Wang, J. (2023). Wearable electrochemical glucose sensors in diabetes management: A comprehensive review. Chemical Reviews, 123(12), 7854–7889. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.3C00078

Soler, M., Huertas, C. S., & Lechuga, L. M. (2019). Label-free plasmonic biosensors for point-of-care diagnostics: a review. Expert Review of Molecular Diagnostics, 19(1), 71–81. https://doi.org/10.1080/14737159.2019.1554435

Soler, M., & Lechuga, L. M. (2021). Principles, technologies, and applications of plasmonic biosensors. Journal of Applied Physics, 129(11), 111102. https://doi.org/10.1063/5.0042811

Soler, M., & Lechuga, L. M. (2022). Biochemistry strategies for label-free optical sensor biofunctionalization: Advances towards real applicability. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 414, 5071–5085. https://doi.org/10.1007/S00216-021-03751-4

Wang, J., Imaz, I., & Maspoch, D. (2022). Metal−organic frameworks: Why make them small? Small Structures, 3(1), 2100126. https://doi.org/10.1002/SSTR.202100126

Yoo, S. M., & Lee, S. Y. (2016). Optical biosensors for the detection of pathogenic microorganisms. Trends in Biotechnology, 34(1), 7–25. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2015.09.012

Publicades

2024-07-04

Com citar

Soler, M., & Lechuga, L. M. (2024). Química per a diagnòstics de nova generación: Factors clau en el desenvolupament de biosensors mèdics. Metode Science Studies Jornal, (15). https://doi.org/10.7203/metode.15.27225
Metrics
Views/Downloads
  • Resum
    253

Número

No 15: Volume 15 (Online first)

Secció

Tot és química. Reptes per a un futur sostenible

Llicència

Tots els documents inclosos en OJS són d'accés lliure i propietat dels seus autors.

Els autors que publiquen en aquesta revista estan d'acord amb els següents termes:

    1. Els autors conserven els drets d'autor i garanteixen a la revista el dret a la primera publicació del treball, llicenciat baix una llicència de Reconeixement-NoComercial-SenseObraDerivada 4.0 Internacional de Creative Commons, que permet a altres compartir el treball amb un reconeixement de l'autoria del treball i citant la publicació inicial en aquesta revista.
    2. Es permet i s'anima els autors a difondre la versió definitiva dels seus treballs electrònicament a través de pàgines personals i institucionals (repositoris institucionals, pàgines web personals o perfils a xarxes professionals o acadèmiques) una vegada publicat el treball.

Metrics