PID2022-136649OB-I00
La transformació digital de les infraestructures socials -un pas necessari per assolir els objectius de desenvolupament sostenible de la ONU requereix cada vegada més plataformes de detecció que puguin alimentar amb dades la xarxa global d'informació. En salut, aquesta transformació tan necessària ensopega amb la manca d'eines per rastrejar de manera remota els paràmetres fisiològics de les persones. El projecte EChemPix té com a objectiu abordar aquesta urgent i creixent necessitat social.
EChemPix és una nova plataforma tecnològica per crear biosensors simples, robustos i molt assequibles que es poden utilitzar al punt de necessitat, per exemple, a la llar, a la pràctica d'un metge petit oa ubicacions remotes. La tecnologia es basa en
un enfocament radicalment nou per generar senyals bioquímics utilitzant el comportament pseudocapacitiu d'una nova cel·la
electroquímica d'estat sòlid semioberta. Aquest sistema, desenvolupat als nostres laboratoris durant els darrers anys, està dissenyat amb una arquitectura apilada verticalment per reduir la petjada del sensor. El nom prové de l'ús de mecanismes
pseudocapacitius de càrrega de l'elèctrode de treball, imitant el comportament dels píxels convencionals.
Hi ha diverses característiques que fan que aquesta tecnologia sigui atractiva per als sensors distribuïts. Primer, només un elèctrode és a contacte amb la mostra. Això condueix a una reducció significativa del volum de la mostra ia la simplificació de la introducció de la mostra. A més, atès que el sistema funciona de forma capacitiva, es poden realitzar lectures potenciomètriques, galvanostàtiques i coulombimètriques. Finalment, però no menys important, tota la plataforma es pot construir sobre substrats bàsics de baix cost, com el paper, amb mètodes d'impressió directa, cosa que permet dispositius molt assequibles. A més, a causa del seu disseny simple, els dispositius es poden integrar fàcilment per crear una matriu, on múltiples sensors independents comparteixen un elèctrode de referència de placa posterior comuna. Per tant, es pot assolir fàcilment la detecció múltiplex en un format miniaturitzat.
La capacitat d'aquest sistema per detectar peròxid amb una sensibilitat exquisida, selectivitat i amplis rangs lineals ja ha estat
provada als nostres laboratoris. En aquest treball, proposem el seu ús per desenvolupar una nova generació de biosensors. A
particular, es perseguirà la detecció quantitativa d'assajos marcats -com les proves basades en els assaigs immunoabsorbents
lligats a enzims, ELISA-. Els esforços se centraran en el desenvolupament de proves ELISA en paper (que eventualment conduiran a dispositius de flux lateral). En primer lloc, es desenvoluparan i optimitzaran individualment sistemes per a la detecció de paràmetres simples, com IgG, PCR. Posteriorment, aquests sistemes s'integraran a una matriu de detecció i es validarà la detecció en fluids corporals, com la saliva o la sang. També es realitzaran treballs addicionals orientats a comprendre els mecanismes de funcionament daquesta cèl·lula i ampliar la detecció a altres substàncies.
En lloc de centrar-se en la detecció d'un biomarcador específic, les matrius EChemPix basades en paper crearan una plataforma
versàtil per construir biosensors quantitatius i molt assequibles. L'objectiu d'aquest projecte és convertir-se en un esglaó cap a la transformació digital de la sanitat.
Paraules clau
- Biosensors electroquímics
- Pseudocapacitància
- Bateria de sensors
- Sensors de paper
- Monitorització de la salut
Projecte finançat per:
