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Se están destinando muchos recursos a nivel mundial a la investigación en la lucha contra el #COVID19 y futuras mutaciones. ¡La espectroscopia es parte de esa solución y juntos podemos lograr un cambio!

Entre las pruebas inmunológicas más utilizadas en métodos diagnósticos figura el test de Reacción en Cadena de la Polimerasa o PCR y el ensayo inmunoenzimático o ELISA combinados con tecnologías fotónicas y de detección como la espectroscopia para medida de fluorescencia. Así, el sensor multiespectral compacto de Ocean Insight ha sido diseñado para detectar fluorescencia común en reacciones de PCR.

Sin embargo, ninguno de los anteriores es ideal en térmicos de rentabilidad, velocidad y precisión en el diagnóstico a gran escala.  En la actualidad, la tasa de brotes de virus emergentes está aumentando, por lo que el desarrollo y establecimiento de métodos analíticos de detección es cada vez más importante [1].

Existen estudios publicados sobre cómo la espectroscopia NIR constituye una herramienta prometedora de diagnóstico de infecciones virales rápida, precisa y rentable que puede contribuir a mejorar la producción de la vacuna contra la gripe [1, 2] y al diagnóstico a gran escala de la infección por el VIH1 en plasma [3]. Por otro lado, se ha demostrado que virus como el coronavirus MERS-CoV también pueden ser detectados usando la espectroscopia Raman y las técnicas SERS [4].

La espectroscopia Raman tiene ventajas en aplicaciones biomédicas por tratarse de una técnica no invasiva y libre de etiquetas que puede utilizarse para monitorear cultivos de células y tejidos [5].  La espectroscopia Raman mejorada en superficie (SERS) también es muy adecuada para aplicaciones de biodetección, desde la glucosa en sangre hasta el diagnóstico de enfermedades como el cáncer, el Alzheimer y el Parkinson.

Desde 1992, Ocean Insight ha desarrollado y fabricado los sistemas para detección óptica de mayor calidad y más innovadores ofreciendo una amplia gama de espectrómetros UV-VIS-NIR, Raman y LIBS, fuentes de luz y demás accesorios. Mediante una combinación robusta de hardware de espectroscopia, conocimientos técnicos y desarrollo de algoritmos, Ocean Insight tiene la capacidad de colaborar en los desafíos precisos de la ciencia biomédica.

La espectroscopía de infrarrojo cercano o NIRS es una técnica capaz de registrar las propiedades de la materia mediante pulsos de energía aplicados sobre una muestra en el espectro de absorción que se extiende desde el visible (780nm) hasta los 2500 nm (infrarrojo cercano). Estos pulsos de energía lumínica aplicados penetran a través de la superficie de la muestra causando la vibración de las moléculas y siendo luego dispersados en todas las direcciones en función de la composición de dicha muestra.

Ocean Insight incluye detectores In-GaAs en sus dos familias de espectrómetros NIR. 

Modelo Flame-NIR: sistema NIR compacto y configurable sin refrigeración TEC para análisis de onda corta (950-1650 nm) con opción de rendija intercambiable.

Destaca por su:

• Precio
• Buena relación señal/ruido y rango dinámico
• Diseño compacto, ligero y portátil
• Flexibilidad en la selección del grating y el slit de entrada
• Conexión USB al PC

Desde 6.655 €

Serie NIRQuest: sistema NIR versátil de alto rendimiento con refrigeración TEC para mediciones en el rango completo (900-2500 nm).

Destaca por su:

• Buena relación señal/ruido y rango dinámico
• Flexibilidad en la selección del grating y el slit de entrada
• Fiabilidad gracias a la refrigeración termoeléctrica del detector para una baja corriente oscura
• Diseño compacto, ligero y portátil
• Rápida velocidad de transferencia de datos
• Shutter interno opcional para medidas de fondo más rápidas
• Conexión USB al PC

Desde 14.118€

La espectroscopia Raman utiliza la dispersión de la luz procedente de un láser monocromático para explorar la estructura molecular. De cada millón de fotones dispersos, un solo fotón interactuará con los estados vibratorios de una molécula de la muestra y emitirá luz de una longitud de onda diferente. Por su parte, la técnica SERS implica un aumento tanto de la sensibilidad como de la selectividad, lo que hace del Raman una técnica con prometedoras aplicaciones analíticas.

Un sistema modular Raman se compone de:

Fig. 1. Ejemplo de configuración para medidas de espectros Raman de Ocean Insight

• QE Pro-Raman+ o QE Pro-Raman: espectrómetros de alta sensibilidad
• LASER-785-LAB-ADJ-FC: láser de excitación Raman de 785 nm
• RIP-RPB-785-FC-SMA: sonda Raman de 785 nm de uso general
• LASER-GL-YAD o LASER-GL-ML1: gafas de protección láser
• RM-LQ-SHS: Portamuestras Raman para viales y cubetas
• OceanView: software de espectroscopia

QE Pro-Raman

La familia de productos QE Pro-Raman de Ocean Insight comprende una serie de espectrómetros preconfigurados para una excitación Raman de 532 nm o 638 nm.

Destacan por su:

• Diseño compacto, ligero y portátil
• Detector FFT-CCD refrigerado TEC
• Elevado tiempo de integración
• Elevada sensibilidad

Precio: 12.026€

QE Pro-Raman

El nuevo QE Pro-Raman+ eleva el rendimiento del QE Pro a otro nivel, en una configuración adecuada para la espectroscopia de excitación Raman de 785 nm.

• Permite detectar señales Raman más débiles e imprecisas
• Asegura mediciones más rápidas gracias a una mejora de la sensibilidad x3
• Rango espectral ampliado: 150 cm^-1 to 3000 cm^-1
• La electrónica de bajo ruido y el detector refrigerado TEC impulsan los ya bajos límites de detección aún más

Precio: 14.601€

La mejora de la sensibilidad con el espectrómetro QE Pro-Raman+ es evidente en el resultado de la medición en acetona mostrado en la Figura 2.

Fig. 2. Comparación entre el QE Pro-Raman y el QE Pro-Raman+ para acetona en un tiempo de integración de 1 segundo. El aumento de la sensibilidad del QE Pro-Raman+ es evidente, así como el beneficio de su mayor rango espectral, con picos de alrededor de 3000 cm^-1 que aparecen con fuerza en el espectro.

[1].A. Sakudo, Y. Suganuma, T. Kobayashi, T. Onodera, K. Ikuta, Near-infrared spectroscopy: Promising diagnostic tool for viral infections. Biochemical and Biophysical Research Communications (2006) 341 279–284.

[2].North Carolina State University. Near-infrared spectroscopy could improve flu vaccine manufacturing. ScienceDaily. ScienceDaily, 10 October 2018. < www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181010105621.htm>.

[3].A. Sakudo, R. Tsenkova, T. Onozuka, K. Morita, S. Li, J. Warachit, Y. Iwabu, G. Li, T. Onodera, K. Ikuta, A Novel Diagnostic Method for Human Immunodeficiency Virus Type-1 in Plasma by Near-Infrared Spectroscopy. Microbiol. Immunol., (2005) 49 (7) 695–701.

[4].H. Kim, J. Hwang, J. H. Kim, S. Lee and M. Kang, Sensitive Detection of Multiple Fluoresence Probes based on Surface-enhanced Raman Scattering (SERS) for MERS-CoV, 2019 IEEE 14th International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (NEMS), Bangkok, Thailand, 2019, pp. 498-501.

Marta Bravo Toyos
Internal Sales Engineer Photonics, Imaging & Nano Technology Business Area en Grupo Álava
mbravo@grupoalava.com