Póster presentado en las II Jornadas Doctorales de la Universidad de Oviedo (2012)

1. Biosensor magnético
David Lago Cachón, dlagocachon@gmail.com, Departamento de Física
Grupo de Investigación
Directores: José Ángel García Díaz y Montserrat Rivas Ardisana. y Desarrollo de
Universidad de Oviedo Materiales Magnéticos
Introducción
En los últimos años se han producido grandes avances en el campo de la nanotecnología que han permitido el desarrollo de nuevas aplicaciones. En particular, el desarrollo
de nanoestructuras magnéticas está encontrando gran aplicación en biomedicina.
Un objetivo deseable en dicho ámbito es la detección de las entidades biológicas marcadas por métodos más rápidos y sencillos que los bioquímicos tradicionales. El
carácter magnético de los nanomarcadores sugiere la posibilidad de una detección basada en su interacción con otros materiales magnéticos.
Resultados recientes indican que los materiales que presentan Magneto-Impedancia Gigante pueden ser los mejores candidatos por la alta sensibilidad de esta propiedad.
Objetivos
Fabricación y funcionalización de nanoestructuras
magnéticas.
Marcaje de entidades biológicas (células, proteínas…)
Estudio materiales y tratamientos para mejorar la
Magneto-Impedancia Gigante
Desarrollo del sensor
Detección de entidades biológicas
Fabricación y funcionalización de nanopartículas magnéticas Materiales con Magneto-Impedancia Gigante
Se fabricaron nanopartículas de magnetita, de 10 nm de diámetro medio, Algunos materiales amorfos (sin ordenación cristalina) presentan
y posteriormente se modificó la superficie de las nanopartículas, en primer Magneto-Impedancia Gigante, esto es,
lugar para recubrirlas de una proteína, la estreptavidina, y posteriormente una variación considerable de la
para conjugarlas con un anticuerpo biotinilizado, gracias a la unión biotina- impedancia de la cinta en función dle
estreptavidina. campo magnético.
Representación esquemática de las Curva típica de magnetoimpedancia.
nanopartículas funcionalizadas.
Estos materiales amorfos se fabrican
Marcaje de entidades biológicas en una rueda de enfriamiento
Se cultivaron células HeLa y se conjugaron con ultrarrápido, donde se consigue
6
las nanopartículas funcionalizadas. Tras lavar el velocidades de enfriamiento de 10 ºC/s.
cultivo, eliminando así las nanopartículas que no se Instalación para la fabricación de
hayan conjugado, se despegan las células y se separan cintas amorfas. Recuadro: Aleación
magnéticamente. fundida en el interior del horno de
inducción.
Sucesión de imágenes mostrando el
desplazamiento de las células debido a la aplicación
La sensibilidad al campo magnético es
de un campo magnetico externo. Las nanopartículas
menor para campos muy pequeños. Sin
no son visibles por microscopía óptica.
embargo, induciendo pequeños cristales
Código QR: Vídeo mostrando la separación magnética
mediante tratamientos térmicos y
células HeLa, usando un microscopio
preimanando las cintas se consigue
óptico modificado para estudiar la
resolver dicha limitación.
cinemática de las células.
Impedancia en función del campo
URL: http://goo.gl/nvalc
preimanador. Obsérvese que si Hp=0, la
Distintos experimentos muestran que el marcaje es
pendiente en H=0 es despreciable, es decir,
específico, y que además, las nanopartículas son
que una ligera variación de H no
endocitadas.
implicaría una variación detectable en la
medida de la impedancia Z.
Micrografía electrónica de una Difracción de rayos X y micrografía
célula HeLa, mostrando una gran electrónica mostrando la presencia de
cantidad de nanopartículas cristales en las cintas amorfas tratadas.
endocitadas.
Desarrollo del sensor
Actualmente se está trabajando en el desarrollo del sensor, siguiendo una arquitectura de flujo lateral, donde además de
haber una confirmación visual se podrá cuantificar la cantidad de entidad detectada gracias a la medida de su campo
magnético.
Señal detectada debido a la presencia de 20 ng de nanopartículas en una membrane de celulosa.
Conclusiones
Las nanopartículas funcionalizadas son capaces de marcar y separar magnéticamente células.
Distintos tratamientos termomagnéticos mejoran adecuadamente la sensibilidad del elemento
sensor, permitiendo detector cantidades muy pequeñas de nanopartículas magnéticas.