Un proyecto europeo FLAG-ERA recientemente financiado, llamado LEGOCHIP y dirigido por el Dr. Cesar Moreno del grupo de Especificación y Manipulación Atómica ICN2 en colaboración con el grupo de NanoBiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas, integrará grafeno nanoporoso multifuncional en biosensores nanofotónicos, para desarrollar un protocolo de biofuncionalización de un sensor y diseño de un novedoso dispositivo de laboratorio en un chip.
El proyecto LEGOCHIP, cuyo nombre está inspirado en la estructura modular de grafeno nanoporoso (NPG), que se parece a los ladrillos LEGO, tiene como objetivo abordar algunos desafíos importantes en el campo de los biosensores portátiles para el diagnóstico precoz, utilizando un enfoque novedoso basado en grafeno nanoporoso multifuncional.
Financiado por la Unión Europea a través de su convocatoria FLAG-ERA 2019 con un presupuesto de 360 mil euros y dirigido por el Dr. César Moreno, del Grupo de Espectroscopía y Manipulación Atómica ICN2 (dirigido por el Profesor ICREA Aitor Mugarza), el proyecto comenzó en marzo de 2020 y continuará durante tres años.
El primer propósito de LEGOCHIP es desarrollar un protocolo universal de biofuncionalización de sensores. De hecho, uno de los principales desafíos en el desarrollo de la tecnología de biosensores es garantizar una biofuncionalización reproducible del área de detección. Con las técnicas utilizadas actualmente, no es posible controlar con precisión la formación de la interfaz de reconocimiento biológico, lo que limita severamente la selectividad y fiabilidad de los dispositivos. Se espera que el uso de arquitecturas NPG funcionalizadas, que se fabricarán con precisión atómica, mejore en gran medida dicho proceso.
El proyecto también tiene como objetivo diseñar membranas de grafeno de capa única altamente selectivas para la filtración avanzada de muestras biológicas (sangre, plasma y suero), lo que es posible mediante el control del tamaño de poro en las láminas de NPG. Finalmente, LEGOCHIP integrará estas novedosas NPG multifuncionales en nanotecnología de última generación con detección fotónica (interferómetros de guía de onda bimodal (BiMW) para diseñar un nuevo biosensor de laboratorio en un chip, que se espera que supere los dispositivos análogos de última generación.
En particular, los dispositivos biosensores operativos se fabricarán, probarán y validarán para la detección directa y el análisis sin etiquetas de nuevos biomarcadores de microARN en muestras clínicas, para el diagnóstico temprano de melanoma y el monitoreo continuo de pacientes de alto riesgo.
El sistema LEGOCHIP se diseñará de manera adecuada para convertirse en un conjunto de herramientas de uso general, que podría adaptarse e implementarse fácilmente a otras aplicaciones, como estudios de biología básica o monitoreo ambiental. Esta parte del proyecto también involucrará al grupo de NanoBiosensores y Aplicaciones Bioanalíticas ICN2, dirigido por la Prof. Laura Lechuga, y será dirigido por la investigadora principal, la Dra. Maria Soler.
Para abordar estos desafíos relevantes, el proyecto LEGOCHIP reunirá a equipos de investigadores de diversas instituciones. El ICN2, la Universidad de Santiago de Campostela (España), la Universidad de Bolonia (Italia) y la Universidad de Manchester (Reino Unido) unirán esfuerzos en un Consorcio multidisciplinario, con el objetivo de fusionar la investigación fundamental a escala atómica y tecnológica con un nivel de preparación superior a 6.
Fuente: ICN2