Detección de bacterias basada en el ruido termomecánico de un resonador nanomecánico

Título original: Detección de bacterias basada en el ruido termomecánico de un resonador nanomecánico: el origen de la respuesta y límites de detección

Resumen: Se ha medido el efecto de la adsorción de bacterias en la frecuencia resonante de los microcantilevers como una función de la posición de adsorción y el modo de vibración. Las frecuencias resonantes se midieron a partir de las fluctuaciones de Brown de la punta del cantilever. Se encontró que el signo y cantidad de los cambios en la frecuencia resonante están determinados por la posición y extensión de la adsorción en el cantilever con respecto a la forma del modo de vibración. Para explicar estos resultados, se propone un modelo teórico unidimensional. Se obtienen expresiones analíticas de la frecuencia resonante, que con precisión, encajan los datos obtenidos por el método del elemento finito. Aún más importante, los datos de la teoría muestran una buena concordancia con los experimentos. Nuestros resultados indican que existen dos mecanismos opuestos que pueden producir un cambio significativo en la frecuencia resonante: la rigidez y la masa de las células bacterianas. Basado en el ruido termomecánico se analizaron las regiones del cantilever de más alta y más baja sensibilidad en el conjunto de bacterias. La combinación de modos de alta vibración y el confinamiento de la adsorción a las regiones definidas del cantilever permite la detección de células bacterianas solas por la mera medición de las fluctuaciones de Brown. Este estudio se puede extender a cantilever más pequeños y a otros sistemas biológicos como proteínas y ácidos nucleicos.

Autor(es): Ramos D (Ramos, D.), Tamayo J (Tamayo, J.), Mertens J (Mertens, J.), Calleja M (Calleja, M.), Villanueva LG (Villanueva, L. G.), Zaballos A (Zaballos, A.)

Dirección: Tamayo, J (autor de la reimpresión), CSIC, IMM CNM, Natl Ctr Microelect, Lab BioNanoMec, Issac Newton 8 PTM, E-28760 Madrid, España