Descripció del projecte
La vida moderna es caracteritza per una complexitat extrema que genera estrès crònic i afecta profundament el nostre benestar físic i mental. Mentre que les noves tecnologies han simplificat múltiples aspectes de la nostra vida quotidiana, des de la conducció fins a la seguretat de la llar, existeix un buit significatiu en el monitoratge de la nostra salut interna. El nostre cos roman com una “caixa negra” que es regula mitjançant missatges hormonals indescriptibles, la qual cosa limita la nostra capacitat d’actuar de manera preventiva per a mantenir el benestar. El sistema actual de cura de la salut és fonamentalment reactiu, actuant només quan alguna cosa ha deixat de funcionar correctament. Aquesta aproximació contrasta amb el potencial transformador de la revolució digital, que proposa un canvi de paradigma cap a la medicina preventiva, personalitzada i predictiva. Si poguéssim descodificar els missatges interns del nostre cos i entendre millor els seus cicles biològics, podríem anticipar-nos a problemes futurs i millorar significativament la nostra qualitat de vida.
Durant l’última dècada, hi ha hagut una intensa recerca en el desenvolupament de sensors electroquímics “wearables” i d’un sol ús. Els investigadors han incorporat cel·les electroquímiques en substrats flexibles per a detectar ions i biomolècules en suor, fluid intersticial, saliva i llàgrimes. S’han desenvolupat sensors integrats en pegats adhesius, tatuatges temporals, lents de contacte i peces de vestir, generant publicacions científiques d’alt impacte. No obstant això, després d’una dècada de progrés, cap d’aquestes tecnologies ha aconseguit arribar reeixidament al mercat. Una característica distintiva dels sensors bioquímics és la necessitat de manipular líquids per a generar senyals analítics. Mentre que en el laboratori existeix personal especialitzat per a aquestes tasques, en anàlisis in situ sorgeixen dos problemes fonamentals: es requereix mínim involucrament de l’usuari i els volums de mostra són extremadament petits (centenars de nanolitres en mostres de sang capil·lar, suor o líquid intersticial). La barrera més significativa per al desenvolupament de biosensors d’ús domèstic és la dificultat que presenta el maneig adequat de fluids a escales extremadament baixes. Curiosament, tots els sistemes desenvolupats fins ara utilitzen versions miniaturitzades de cel·les electroquímiques convencionals amb tres elèctrodes en configuració plana, originalment concebudes com a eines de laboratori on la mostra s’utilitza tant per a generar el senyal analític com per a realitzar la connexió elèctrica entre elèctrodes.
La inspiració per a la solució de EoxSense prové de la revolució que la tecnologia d’estat sòlid va produir en les cel·les electroquímiques per a generació i emmagatzematge d’energia. El canvi de tecnologia líquida a sòlida va permetre generar sistemes més compactes, robustos i eficients. Aquesta transició, que no havia estat explorada en sensors químics, va inspirar a EoxSense a produir un canvi radical en el disseny i operació de la cel·la electroquímica. La tecnologia de EoxSense es basa en tres factors diferencials innovadors: Utilització d’electròlits en estat sòlid per al desenvolupament de sensors químics, Elèctrode de treball macroporós per a la introducció senzilla de la mostra, Configuració de cel·la vertical apilada, on només es necessita un elèctrode en contacte amb la mostra. El caràcter innovador d’aquest disseny ha estat reconegut per tres patents amb excel·lent avaluació, i el sistema presenta avantatges significatius respecte a tot el desenvolupat prèviament.
Els avantatges del sistema EoxSense són múltiples i significatives: Reducció de l’àrea del sensor, Més de 6 vegades menor que els sistemes convencionals, la qual cosa redueix significativament tant la quantitat de mostra necessària com la complexitat del sistema d’introducció, Sistema de referència intern: Fa al sensor més robust i compacte, Versatilitat de mesurament.
L’objectiu principal del projecte és explorar i explotar el potencial de la nova tecnologia desenvolupada per EoxSense per a crear una nova generació de biosensors in situ amb baix límit de detecció per a monitoratge del benestar físic i mental. Els objectius secundaris inclouen: Dissenyar i optimitzar una plataforma d’amplificació del senyal galvanostàtica del sensor, avaluant tecnologies comercials compatibles, minimitzant fonts de soroll i optimitzant la relació senyal-soroll, Desenvolupar una nova tipologia de sensor amb quantitat controlable de nanopartícules de platí, avaluant metodologies de deposició i quantificació de nanopartícules catalíticament actives. Avaluar els factors que controlen la resposta del sensor a anàlits de naturalesa biològica, optimitzant metodologies d’immobilització d’anticossos i mecanismes de detecció basats en digital ELISA, Optimitzar el sensor i la plataforma d’amplificació per a la detecció específica de cortisol en saliva, adaptant el mecanisme de detecció a l’anàlit d’interès i validant el sistema en mostres reals.
