Resumen de Integración lab-on-a-chip del biosensor nanointerferométrico de la guía de onda bimodal
La presente tesis doctoral se centra en la integración del novedoso biosensor nanointerferométrico de guías de onda bimodal (BiMW biosensor) en una plataforma lab-on-chip para la detección temprana de biomarcadores relacionados con el diagnóstico clínico de enfermedades directamente en la muestra del paciente. Nuestro grupo ya ha demostrado a nivel de laboratorio la gran utilidad del biosensor BiMW para la detección de biomarcadores clínicos, pero su integración en una plataforma portátil tipo LOC que pueda ser empleada fuera del laboratorio sigue constituyendo un gran reto científico y tecnológico. Con este objetivo en mente, en esta Tesis hemos llevado a cabo optimizaciones en el diseño de las guías de ondas, sistemas de acoplamiento de la luz, la microfluidica, y los sistemas de lectura que sin duda ayudaran a conseguir su integración en un sistema portátil de análisis.
Para ello se ha llevado a cabo un estudio en profundidad del sensor BiMW previamente desarrollado mediante herramientas de modelado y simulación. Su diseño ha sido optimizado para el sensado con luz visible acoplada en una guía de onda tipo rib con dimensiones nanométricas. Se han realizado estudios para optimizar: las dimensiones del rib para maximizar la sensibilidad del sensor, el efecto de la longitud total del dispositivo y la ubicación del escalón bimodal. Con el propósito de resolver el reto relacionado con el acople de la luz en las guías nanométricas de la BiMW, dos tipos de estructuras con disminuciones graduales han sido diseñadas, simuladas, fabricadas y evaluadas, discutiendo las ventajas e inconvenientes de dicha aproximación. Para conseguir una señal lineal de medida, evitando la lectura interferométrica, se ha diseñado, implementado y evaluado experimentalmente un sistema de modulación. Para conseguir un biosensor de respuesta multiplexada se han diseñado, simulado, fabricado y finalmente caracterizados divisores 1x2, 1x4 y 1x8. Además, se ha implementado un método de lectura multiplexada por software y comparado con los métodos analógicos. Por último, se discuten los pasos que quedan para conseguir el dispositivo POC final.
El trabajo de esta Tesis doctoral ha ayudado a conseguir la integración del biosensor nanointerferométrico BiMW en una futura plataforma tipo LOC que pueda ser empleada fuera del entorno del laboratorio.
