Chalmers utvecklar minimal laserteknik för portabla biosensorer
Forskare vid Chalmers tekniska högskola har utvecklat en ny laserteknologi som kan bana väg för kompakta biosensorer. Tekniken integrerar laser och optik direkt i ett centimeterstort halvledarchip, vilket kan göra det möjligt att flytta avancerade tester från laboratoriemiljö och sjukhus hem till patienterna.
De nya sensorerna bygger på optisk detektion med så kallad ytplasmonresonans, en metod som används för att studera hur biomolekyler interagerar. Genom att rikta laserljus mot en guldyta kan sensorerna registrera mycket små förändringar i ljusets reflektion när biomolekyler, exempelvis antikroppar och antigener, placeras på ytan. På sikt kan detta bana väg för ny medicin och vaccin, och användas för att bedöma om ett prov innehåller tecken på infektion, skriver Chalmers på sin hemsida.
Till skillnad från dagens system, som ofta kräver skrymmande optiska komponenter som prismor, har Chalmersforskarna integrerat hela den optiska lösningen i själva chipet. Chipet innehåller hundratals mikroskopiska lasrar, där varje laser mäter omkring 200×250 mikrometer.
– Att vi har lyckats integrera optiken med laserkällorna direkt i ett chip öppnar många dörrar och är ett viktigt steg mot att krympa dagens bioteknikinstrument, och skapa portabla, batteridrivna system, säger Erik Strandberg, doktorand i fotonik på Chalmers och försteförfattare till studien.
Forskarna ser flera potentiella tillämpningar inom sjukvården. En portabel biosensor skulle kunna användas för provtagning i hemmet eller vid patientnära diagnostik, vilket kan minska behovet av sjukhusbesök och frigöra vårdresurser.
Nästa steg i projektet är att förbättra sensorns känslighet och öka antalet prover som kan analyseras samtidigt. Forskarna planerar även att ta fram en prototyp av ett portabelt sensorsystem som kan användas utan avancerad laboratorieutrustning.
Resultaten har publicerats i tidskriften ACS Sensors.