Esta presentación se impartió durante la III Jornada de Proyectos organizada por elInstituto Universitario de Tecnología de Asturias. Más información:

http://www.iuta.uniovi.es/web/es/actualidad/eventos/jornada-de-presentaci%C3%B3n-de-proyectos-iuta-2014

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Estoy seguro que todos conocéis los Predictor®, u otras pruebas de embarazo.Son un método de diagnóstico, conocido generalmente como Tira de Flujo Lateral(TFL), muy extendido gracias a su bajo coste, facilidad de uso, y eficacia. Agrandes rasgos, consiste en una membrana de celulosa, la cual se humedece conel fluido que se desea analizar, habitualmente orina, pero también existen parasangre.

Este método de diagnóstico funciona gracias al uso de Anticuerpos, una familiade proteínas ampliamente utilizada. ¿Por qué? Porque los anticuerpos son“pegajosos”, dicho coloquialmente. Aunque la estructura general de todos losanticuerpos es muy semejante, una pequeña región del ápice de la proteína esextremadamente variable, lo cual permite la existencia de millones deanticuerpos, cada uno con un extremo ligeramente distinto. A esta parte de laproteína se la conoce como región hipervariable. Cada uno de estos anticuerpos,se “pega” a una "diana" distinta, que es lo que se conoce como antígeno .

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Así, un test de embarazo usa habitualmente tres anticuerpos distintos.

1) Un anticuerpo cuyo antígeno sean unas NANOPARTÍCULAS (NP). ¿Qué son las NP?Son el “tinte” que da color a las líneas rojas que se ven en la fotografía. Consisten enunas pequeñas esferas sólidas de oro, tan pequeñas que son capaces de fluir con elfluido a analizar a través de las membranas del papel o celulosa. Éste anticuerpoestá adherido, formando una línea, a las fibras de la celulosa…. /siguientediapositiva/

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1) /…viene de la anterior/ … y cuando llegan las NPs, son atrapadas y dan elcaracterístico color.

2) Otro anticuerpo, que llamaremos de marcaje, contra la proteína que se deseadetectar. Este anticuerpo, al contrario que los otros dos, está pegado sobre lasuperficie de las NPs.

3) Un segundo anticuerpo contra la proteína que se desea detectar, o anticuerpo decaptura. Es interesante que estos dos últimos anticuerpos marquen dos epítoposdistintos de la misma proteína, o dicho muy coloquialmente, se “peguen” a partesdistintas de la sustancia, p. ej. la “parte de arriba” y a la “parte de abajo”.

Si la sustancia está presente, ésta será atrapada por el anticuerpo de captura y “hará depuente” haciendo que las NPs queden también adheridas en la primera línea, que seconoce como línea de test. Por lo tanto se verán dos líneas en el visor y la prueba habráresultado positiva.Sin embargo, este método de diagnóstico está limitado a pruebas POSITIVO-NEGATIVO,como los test de embarazo o algunas pruebas de drogas. Pruebas en las que sólo sedesee conocer si está presente una sustancia o analito determinada.Para la gran mayoría de enfermedades, sin embargo, es necesario conocer la cantidaddel analito de interés. Por ejemplo, el colesterol. Si tenemos el colesterol elevado ->Enfermo. Si tenemos el colesterol muy bajo -> Enfermo

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Nuestra investigación busca extender el uso de las Tiras de Flujo Lateral a casos en losque se requiera que la prueba se CUANTITATIVA, a la vez que queremos aprovechar laarquitectura de las Tiras de Flujo Lateral con sus ventajas: Fácil de usar, fácil deconservar, rápido, eficiente….

Para ello usamos NPs magnéticas en lugar de las habituales de oro o látex, y un sensorelectromagnético que detecte y cuantifique el particular magnetismo de estos pequeñosimanes.

¿A qué me refiero cuando digo “particular magnetismo”? Fijo que habéis oídoexpresiones como “en el mundo nanométrico la naturaleza se comporta de formaextraña”. Èste es un ejemplo claro. Las NPs están formadas de materiales que a escalamacroscópica serían imanes. Si metemos un montón de imanes pequeños en un vaso, seatraerán entre sí y se unirán todos. Sin embargo, cuando los imanes tienen dimensionesdel orden de decenas de nanómetros, se comportan como si no fueran magnéticos.Apenas se atraen entre sí y pueden ser estables en disolución, lo cual es necesario paraque fluyan bien a través de las membranas de las TFL.

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Es decir, las NPs aparentan no ser magnéticas.

Imagínense un imán, con su clásico polo Norte y polo Sur. Este imán creará un campomagnético a su alrededor.

Sin embargo, cuando tenemos imanes de tamaño nanométrico, éstos no tienen polo sury polo norte bien definidos, sino que su momento magnético está oscilando a MUY ALTAFRECUENCIA, del orden de los GHz. Esta rápida oscilación de los polos magnéticos de laNP produce un campo magnético ALTERNO que no es detectable por los habitualessensores de campo magnético, pero sí por los sensores electromagnéticos que estamosdesarrollando en esta investigación.

No voy a entrar en los detalles físicos de la detección, si no que vamos a la partepráctica….. /siguiente diapositiva/

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En estas fotos les muestro una TFL instalada sobre un sensor, en distintos instantes de laprueba. Las TFL habituales vienen tapadas por el embellecedor, pero aquí se muestrancómo las NPs van fluyendo por la membrana, y cómo, según pasa el tiempo, se vanquedando atrapadas en una línea depositada sobre el sensor.Y a la izquierda se muestra la señal de nuestro sensor en función del tiempo. Los datosde color azul se corresponden a la señal medida antes de que llegaran las NPs a la zonasensible. Pero posteriormente la señal aumenta poco a poco según se van depositandomás NPs, hasta llegar a un máximo. La diferencia de señal entre las dos zonashorizontales es la señal magnética que es proporcional al número de NPs, y por lo tantode la cantidad de analito de interés, atrapado en la línea.

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