Biogratings: Diffractive Transducers for Biosensing in Photonic Platforms

Abstract

[ES] El desarrollo científico y tecnológico de las últimas décadas ha dado lugar a sistemas sensores capaces de obtener, procesar y transmitir información sobre multitud de aspectos físicos y químicos, y utilizarla para mejorar aspectos clave de multitud de áreas de nuestra sociedad. Los sensores químicos son dispositivos compactos y miniaturizados capaces de ofrecer soluciones alternativas a las técnicas de análisis instrumental convencionales. En especial, los biosensores han adquirido gran relevancia por los avances que han supuesto para sectores estratégicos como el diagnóstico clínico, la industria alimentaria y el medio ambiente. Los biosensores ópticos se basan en interacciones entre la luz y la materia para transducir eventos de bioreconocimiento y presentan prestaciones importantes como la estabilidad, inmunidad a estímulos externos y versatilidad en el desarrollo de aproximaciones sin marcaje (label-free). Este último aspecto suele aprovechar fenómenos nanoscópicos y su desarrollo se encuentra muy ligado al progreso de la nanociencia y nanotecnología. Un aspecto clave en el biosensado sin marcaje consiste en descubrir y desarrollar nuevas estrategias de transducción. En este sentido, aunque se encuentren aun en una etapa temprana de desarrollo, los biosensores difractivos presentan un gran potencial en términos de simplicidad, miniaturización, y capacidad para minimizar señales no deseadas fruto de interacciones no específicas, entre otros aspectos.

[CA] El desenvolupament científic i tecnològic de les últimes dècades ha donat lloc a sistemes sensors capaços d'obtindre, processar i transmetre informació sobre multitud d'aspectes físics i químics, i utilizar-la per a millorar aspectes clau de multitud d'arees de la nostra societat. Els sensors químics són dispositius compactes i miniaturitzats capaços d'oferir solucions alternatives a les tècniques d'analisi instrumental convencionals. Especialment, els biosensors han adquirit gran rellevància pels avanços que han suposat per als sectors estratègics com el diagnòstic clínic, la industria alimentària i el medi ambient. Els biosensors òptics es basen en interaccions entre la llum i la matèria per a transduir esdeveniments de bioreconèixement i presenten prestacions importants com estabilitat, immunitat a estímuls externs i versatilitat en el desenvolupament d'aproximacions sense marcatge (label-free). Aquest últim aspecte sol aprofitat fenòmens nanoscòpics i el seu desenvolupament es troba molt lligat al progrés de la nanociència i nanotecnologia. Un aspecte clau en el biosensat sense marcatge consisteix a descobrir i desenvolupar noves estratègies de transducció. En aquest sentit, encara que es troben fins i tot en una etapa primerenca de desenvolupament, els biosensors difractius presenten un gran potencial en termes de simplicitat, miniaturització, i capacitat per a minimitzar senyals no desitjats fruit d'interaccions no específiques, entre altres aspectes.

[EN] The scientific and technological progress in recent decades has given rise to sensor systems capable of obtaining, processing, and transmitting information on a multitude of physical and chemical aspects and using it to improve key aspects of many areas of our society. Chemical sensors are compact, miniaturized devices capable of offering alternative solutions to conventional instrumental analysis techniques. In particular, biosensors have become highly relevant due to the progress they have brought to strategic sectors such as clinical diagnostics, the food industry, and the environment. Optical biosensors rely on interactions between light and matter to transduce biosensing events and provide important features such as stability, immunity to external stimuli, and versatility in the development of label-free approaches. This last aspect usually exploits nanoscopic phenomena and its development in closely linked to the progress in nanoscience and nanotechnology. A key aspect of label-free biosensing is the discovery and development of new transduction strategies. In this regard, although they are at an early stage of development, diffractive biosensors offer great potential in terms of simplicity, miniaturization, and the ability to minimize unwanted signals from non-specific interactions, among other aspects.