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Tecnología óptica sofisticada y de bajo coste con aplicaciones en muchos campos

Un grupo de científicos ha desarrollado una nueva plataforma óptica de laboratorio en un chip diseñada para detectar cambios de conformación en ADN con alta sensibilidad. La tecnología en que se basa también debería encontrar aplicaciones muy diversas en numerosos subcampos de la óptica.
Tecnología óptica sofisticada y de bajo coste con aplicaciones en muchos campos
La interpretación del código del ADN, incluidas las proteínas codificadas y el tiempo de expresión, dependen de la interacción del ADN con otras moléculas relacionadas con detalles de su estructura. La búsqueda de una forma de estudiar la dinámica física del ADN sin necesidad de marcadores ha impulsado el desarrollo tecnológico en el ámbito del proyecto «DNA sensor in polymer photonic crystal band-edge lasers with integrated nanochannels» (DNA-DAR), financiado por la Unión Europea.

Los científicos crearon una plataforma de laboratorio en un chip de microfluidos basado en polímeros que aprovecha dos técnicas ópticas innovadoras y de alta densidad compatibles con nanocanales microfluídicos. El primero se basa en cristales fotónicos, nuevas estructuras con banda prohibida periódica que impiden la propagación de determinadas frecuencias de luz y permiten un control sumamente preciso y efectos que no se consiguen con óptica convencional. El segundo aprovecha los surcos en V plasmónicos, guías de ondas en forma de V con nuevas propiedades ópticas.

Los surcos en V plasmónicos formaron los nanocanales, fabricados mediante la técnica económica de litografía por nanoimpresión. De este modo, los surcos en V permitieron estudiar moléculas biológicas, mediante confinamiento y cambios de conformación. Esto ayudó a revelar detalles que, de otro modo, resultan difíciles de observar, a la vez que se obtuvieron efectos ópticos que mejoran de forma importante la sensibilidad de detección.

Los investigadores de DNA-DAR utilizaron cristales fotónicos para monitorizar pequeñas variaciones del índice de refracción (RI) relacionados con el paso de moléculas de ADN a través de los nanocanales. Dos avances técnicos importantes aumentaron de forma muy importante la sensibilidad de los cristales fotónicos: una lámina delgada con un índice de refracción elevado y una lámina polimérica de distensión que permite detectar gases y partículas en bajas concentraciones.

Aunque el enfoque inicial de DNA-DAR fue la detección de biomoléculas para investigación básica, diagnóstico, aplicaciones forenses y otras aplicaciones, la nueva tecnología de laboratorio en un chip desarrollada se puede aplicar a muchas otras áreas, como redes ópticas, iluminación para interiores y pantallas de visualización sobreimpresa frontal (HUD). Los resultados se han extendido a otros proyectos de investigación y prometen una evolución continua y la aplicación de los conceptos cubiertos por DNA-DAR.

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