En el projecte, que ha conduït al desenvolupament d'un primer prototip de biosensor per detectar estanozol, han participat també Romain Quidant (ICFO), Mark Kreuzer (CSIC) i Juan-Pablo Salvador (CSIC). Tots ells formen part dels grups de Receptors Moleculars Aplicats del CSIC i de Nanofotònica de l'ICFO.

Canvi en la llum emesa per les nanopartícules

El nou biosensor combina l'ús de nanopartícules amb biomolèculas. El seu funcionament es basa en el fenomen conegut com a ressonància de plasmon (PRP, de Plasmon Resonant Particles). Quan un feix de llum incideix sobre nanopartícules de metalls nobles, com l'or i la plata, es produeix una oscil·lació col·lectiva dels electrons, el que es tradueix en l'emissió de llum per part de les nanopartícules en una determinada zona de l'espectre visible amb un pic a una determinada longitud d'ona. En el cas d'aquestes nanopartícules, el color de la llum emesa depèn de la grandària, forma i propietats de les nanopartícules.

Si s'uneixen diferents biomolècules a les nanopartícules, hi haurà un canvi en les propietats d'aquestes nanopartículas, el que es reflectirà en un canvi de la llum emesa. Aquest fenomen s'ha aprofitat per detectar reaccions de reconeixement molecular, emprant bioreceptors, com els anticossos, específicament preparats en aquest cas per reaccionar amb l'estanozolol.

El prototip desenvolupat està compost per una superfície d'òxid de silici sobre la qual es troben immobilitzades de forma estable i homogèniament distribuïdes les nanopartícules d'or, que a la seva vegada estan unides a un bioconjugat derivat de l'estanozolol. Per fer l'anàlisi, es pren una gota de la mostra presumptament contaminada i es barreja prèviament amb un anticòs específic -si a la mostra hi ha hormones, aquestes s'uniran a l'anticòs- i es diposita la mescla sobre la superfície del biosensor.

En absència d'estanozolol, l'anticòs s'unirà al bioconjugat que està lligat a les nanopartícules (veure imatge). Al contrari, si a la mostra hi ha estanozolol, aquest s'haurà vinculat prèviament a l'anticòs específic impedint, a la seva vegada, que l'anticòs s'uneixi al bioconjugat. La llum emesa per les nanopartícules es mesura amb un condensador de camp fosc i s'analitza mitjançant una càmera i un microspectroscopi, el que permet determinar la longitud d'ona. La llum serà diferent en un cas o altre, i depenent de la fracció d'anticòs que s'hagi immobilitzat sobre les nanopartícules d'or, i de la seva concentració.

Més ràpid i sensible

El bisosensor desenvolupat pot detectar en 20 minuts concentracions d'estanozol de l'ordre de 6 micrograms per litre (6mg/ L-1), mentre el sistema convencional més estès, que es basa en tècniques cromatogràfiques, necessita d'un a dos dies per analitzar una mostra. Els investigadors esperen que "futurs treballs permetran disminuir encara més el límit de detecció de 6 micrograms i millorar les condicions experimentals".

A més, aquest tipus de configuració podria permetre en el futur desenvolupar dispositius "multianalit", gràcies a la combinació de diferents biomolècules en un mateix dispositiu. Així, la detecció del senyal emès individualment per cada nanopartícula permetria la detecció simultània de diferents substàncies d'ús il·legal en l'àmbit agroalimentari o esportiu (com clembuterol, nandrolona o bolasterona). També en l'àmbit de la medicina, ja que permetria el diagnòstic de malalties mitjançant la tècnica simultània de diversos paràmetres clínics.

Durant els últims anys les autoritats espanyoles i europees han dedicat esforços a desmantellar les xarxes que distribueixen de forma il·legal aquest tipus de productes. En l'àmbit agroalimentari, les hormones anabolitzants s'administren de forma il·lícita amb l'objectiu d'augmentar la producció de carn, el que comporta un risc greu per als consumidors. La Unió Europea (UE), tal com estableix la Directiva Europea 2003/74/EC, ha prohibit l'ús d'aquest tipus de substàncies en animals destinats al consum humà. Aquesta prohibició s'aplica a tots els estats membres i a les importacions procedents de tercers països com els Estats Units o Canadà, on l'ús d'aquestes hormones sí que està permès.

En l'àmbit esportiu, els andrògens són utilitzats per millorar el rendiment atlètic i l'aparença física. L'estanozolol va ser la droga detectada a Ben Johnson després de guanyar la medalla d'or dels 100 metres en els Jocs Olímpics de Seül en l'any 1988 i en recents olimpíades també s'han detectat diversos casos. L'ús d'hormones androgèniques està prohibit per la Comissió Mèdica del Comitè Olímpic Internacional (COI). En la llista de substàncies prohibides de l'Agència Mundial del Control Anti-Dopatge (WADA) de l'any 2005 apareixen un total de 48 andrògens, tots ells prohibits fora i dins dels períodes de competició.