Tweet

Biosensor traceert ziekten in handomdraai /reageer

Eiwitten in ons bloed markeren in een vroeg stadium het ontstaan van allerlei ziekten. Deze zogenaamde biomarkers zullen in een mum van tijd en met hoge gevoeligheid zijn op te sporen met behulp van een handzaam apparaatje: de magnetische biosensor. De biosensor maakt ook een verbeterde dosering van medicijnen mogelijk.

Speld in een hooiberg

Wie iets onder de leden heeft, kan zijn bloed in een diagnostisch laboratorium laten onderzoeken op de aanwezigheid van biomarkers. Door de vaak zeer lage concentratie lijkt het detecteren van de biomarkers op het zoeken naar een speld in een hooiberg. Het kost veel tijd en lukt alleen met behulp van specialistische apparatuur in grote laboratoria. Pas na enkele dagen ontvangt de patiënt de uitslag.

Magnetische deeltjes

Eigenlijk zou er een handzaam instrument moeten zijn dat de huisarts zelf kan gebruiken om binnen tien minuten te bepalen hoe het bloed van de patiënt eraan toe is. In de toekomst zal dat kunnen, bijvoorbeeld met behulp van een biosensor die werkt op basis van magnetische deeltjes. “De biomarkers in het bloed zijn niet magnetisch”, legt dr. Leo van IJzendoorn van de capaciteitsgroep Molecular Biosensors for Medical Diagnostics (MBx) uit. “Wanneer je een magnetisch deeltje aan de biomarkers hecht, zijn deze moleculen relatief snel en eenvoudig te verplaatsen naar het sensoroppervlak.”

Prototype sensor

Een prototype van een biosensor op basis van magnetische deeltjes bestaat al. Het bloed dat dit apparaatje via een klein kanaaltje binnenkomt, wordt gemengd met magnetische deeltjes. Deze deeltjes zijn op hun oppervlak voorzien van specifieke invangmoleculen, bijvoorbeeld antilichamen. De biomarkers in het bloed hechten zich aan de antilichamen.

Vervolgens stromen de deeltjes – met de daaraan gekoppelde biomarkers – langs een sensoroppervlak met daarop een tweede type antilichamen. Dit tweede type bindt ook aan de biomarkers, zodat de magnetische deeltjes via de biomarkers aan het sensoroppervlak gehecht raken. De sensor meet vervolgens hoeveel magnetische deeltjes – en dus biomarkers – op het oppervlak aanwezig zijn. “De sensor is zo gevoelig, dat zelfs één magnetisch deeltje en dus ook één gebonden molecuul is te meten”, vertelt Van IJzendoorn.

In bestaande biosensoren is de snelheid waarmee de biomarkers zich door diffusie in de vloeistof bewegen bepalend voor de totale snelheid van de test. In de magnetische biosensor wordt deze snelheid flink opgevoerd. Een variërend magnetisch veld ‘roert’ de biomarkers allereerst door de vloeistof. Een tweede veld trekt de deeltjes actief naar het reactieoppervlak. Ten slotte worden de ongebonden magnetische deeltjes weggetrokken van het sensoroppervlak, zodat alleen de deeltjes achterblijven die gebonden zijn via een biomarker.