Microsensores integrados en un chip
Los últimos avances en la tecnología de micromecanizado de silicio han impulsado el descubrimiento de nuevas aplicaciones para las micro y nanoherramientas. Se ha comprobado que los haces cantilever de una longitud y una anchura de decenas de micrometros son un tipo de biosensor muy prometedor. Gracias a su flexibilidad intrínseca, junto con la disponibilidad de técnicas avanzadas para controlar la inclinación, se han convertido en unos instrumentos versátiles para el reconocimiento molecular y biomolecular. Los cantilever micromecanizados pueden reconocer las proteínas con una sensibilidad extraordinaria, así como detectar pequeñas cantidades de materiales, especialmente bacterias patógenas. También se han usado sistemas micro y nano-electromecánicos dirigidos como detectores inmunoespecíficos y multifuncionales. El objetivo final del proyecto BIOFINGER era integrar las matrices cantilever en un único chip con circuitos electrónicos de procesamiento de señales, para mejorar de este modo el rendimiento del dispositivo. Concretamente, los investigadores del instituto suizo de tecnología adoptaron un planteamiento basado en matrices para poder efectuar diagnósticos paralelos de distintos analitos y aumentar la velocidad general del análisis. El sistema de cantilever resonantes contiene cuatro cantilever equitativamente espaciados en los que se ha integrado el plan mencionado para que puedan funcionar de una manera completamente autónoma. Los cantilever resonantes se activan mediante fuerzas electromagnéticas generadas por un imán permanente y una corriente AC que fluye en un bucle de metal. La adherencia de los analitos cambia las propiedades mecánicas del cantilever, que puede ser detectado por piezorresistores, o transistores sensibles a la tensión, organizados en una configuración de puente Wheatstone. Los cantilever actúan como elementos que determinan la frecuencia en un circuito de oscilación con un contador. Se utilizaron técnicas de microfabricación y, concretamente, la tecnología de semiconductor complementario metal óxido (CMOS) para diseñar un sistema sensor de pequeñas dimensiones. Fue necesario el postprocesamiento y envasado del chip CMOS con el fin de preparar el biosensor para los duros entornos de cultivo en los que iba a funcionar. Primero se aplicó resina epoxídica para estabilizar los vínculos del chip y después se usó polidimetilsiloxano (PDMS) para aislarlos del entorno líquido. Se evaluó la sensibilidad del sistema sensor exponiendo los cantilever recubiertos en fluidos de muestra con diferentes concentraciones de antígenos específicos de la próstata, donde apenas se podían detectar 10ng/ml.
