Nieuw licht op biomarkers

24 jan, 2020

Voor het eerst slaagden onderzoekers erin een biosensing methode te ontwikkelen met geïntegreerde microdisk laser, waarmee ze zeer lage concentraties van een biomarker voor kanker konden detecteren in een urinemonster.

De methode betreft een biosensorchip met microdisk laser die het te analyseren monster verlicht. Als de laser in aanraking komt met een molecuul (de biomarker), verschuift de kleur (frequentie) van het licht. Aan de hand daarvan kun je de concentratie van de biomarker meten.

Omdat de laser werkzaam moet zijn in een vloeibare omgeving, gebruikten de onderzoekers – grotendeels werkend bij de Universiteit Twente – aluminium­oxide gedoopt in ytterbiumionen. Het emissiespectrum hiervan ligt buiten de absorptielijn van water, terwijl de laser wel de biomarkers zeer precies kan detecteren. Lasersensors gebaseerd op verschuiving in frequenties bestaan al, maar die kun je vaak niet zomaar verwerken in een kleine, fotonische wegwerpchip, aldus leider van het onderzoeksproject Sonia M. García Blanco van de Universiteit Twente in het persbericht van The Optical Society.

Label-vrije biosensing

De nieuwe technologie geeft toegang tot een ongekend hoge gevoeligheid, mits je de ruis weet te elimineren. De onderzoekers lieten dit zien door een concentratie te meten van 300 picomolair S100A4, een eiwit dat wordt geassocieerd met tumorontwikkeling.

Volgens García Blanco toont deze lage concentratie de potentie voor een platform voor label-vrije biosensing. De nieuwe technologie legt daarmee de basis voor biosensoren die de diagnostisering en monitoring van ziektes verbeteren. Bovendien is de methode niet invasief en relatief goedkoop.

Het onderzoek werd gefinancierd door het Europese onderzoeksproject GLAM (glass-laser multiplexed biosensor). De paper werd gepubliceerd in Optics Letters, een journal van The Optical Society.