Dispositivo acustofluídico transforma diagnóstico basado en VEp POC

La detección rápida y sensible de vesículas extracelulares pequeñas (VEp), biomarcadores clave para la monitorización del cáncer y la salud orgánica, sigue siendo un desafío debido a la necesidad de múltiples pasos de preprocesamiento y a la gran cantidad de instrumental de laboratorio. Los ensayos convencionales, como el Western blot, requieren mucho tiempo y grandes volúmenes de muestra, lo que limita su utilidad clínica. Ahora, un nuevo sistema acustofluídico ofrece una solución rápida y económica capaz de procesar pequeños volúmenes de muestra, a la vez que proporciona alta sensibilidad y especificidad de biomarcadores en cuestión de minutos.

Desarrollado por investigadores de la Universidad de Duke (Durham, Carolina del Norte, EUA), el dispositivo acustofluídico integra microestructuras de bordes afilados con vórtices inducidos acústicamente para concentrar microesferas unidas a biomarcadores y obtener una lectura rápida de fluorescencia. El microchip, compuesto por un microcanal de PDMS con bordes afilados integrados, utiliza un zumbador piezoeléctrico para generar ondas sonoras localizadas que manipulan el movimiento de las partículas. Al combinar microesferas funcionalizadas con anticuerpos para la captura de VEp y la cuantificación óptica en chip, la plataforma permite la separación y concentración selectivas por tamaño de los complejos diana.

El estudio, publicado en Cyborg and Bionic Systems, detalló cómo el dispositivo aprovecha la interacción de las ondas sonoras y las microestructuras para generar vórtices que atrapan los agregados de microesferas y VEp, mientras que las nanopartículas más pequeñas fluyen libremente. Al activarse (90 Vpp, 4 kHz), las microesferas de 5 µm se concentran rápidamente en las puntas de la microestructura en 120 s, mientras que las nanopartículas de 400 nm permanecen dispersas tras la validación mediante imágenes de fluorescencia en tiempo real. En la validación clínica, las VEp positivas para EGFR de células HeLa produjeron una relación de intensidad de fluorescencia seis veces superior a la de los controles negativos, con una detección completada en tan solo 20 minutos.

El diseño modular permite a los investigadores cambiar de biomarcadores modificando los anticuerpos de la superficie de las microesferas, lo que facilita la detección adaptable de diversas poblaciones de VEp. En comparación con el Western blot (cinco o más horas), el dispositivo reduce el tiempo de análisis a menos de 30 minutos, manteniendo una alta especificidad. Los trabajos futuros buscan mejorar la uniformidad de la señal en las microestructuras y desarrollar canales paralelos para la detección de múltiples marcadores, ampliando su uso en diagnósticos en el punto de atención y aplicaciones de biopsia líquida.

"El chip acustofluídico aprovecha la transmisión acústica localizada para separar espacialmente los conjugados de microperlas-sEV de las nanopartículas no unidas, logrando una mejora de la señal de 6 veces para VEp positivos para EGFR en solo 20 minutos", dijo el autor del estudio, Tony Jun Huang.

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