Electrodo basado en nanopartículas de oro marca un gran avance en la metodología de detección de enfermedades mediante análisis de orina

Usando nanocompuestos ternarios que contienen oro, los investigadores han desarrollado una nueva técnica electroanalítica con implicaciones diagnósticas clave.

La novedosa técnica electroanalítica desarrollada por investigadores de la Universidad Xi'an Jiaotong (Xi'an, China) permite la co-detección de dopamina (DA) y ácido úrico (AU) en muestras de orina incluso en presencia de ácido ascórbico (AA). El análisis de orina, o la detección y estimación de diversas sustancias fisiopatológicas en muestras de orina, se recomienda de forma rutinaria para el diagnóstico de enfermedades. Los niveles elevados de AU, por ejemplo, pueden indicar una enfermedad renal o cardíaca subyacente. Del mismo modo, un aumento en los niveles urinarios de dopamina DA puede indicar la presencia de trastornos neurológicos como el neuroblastoma o la enfermedad de Parkinson. Debido a que los laboratorios de patología necesitan determinar simultáneamente los niveles urinarios de múltiples sustancias, se necesitan técnicas que permitan tal co-detección. Sin embargo, tales co-análisis a veces presentan obstáculos técnicos. En el caso de las muestras de orina, las concentraciones relativamente altas de AA en la orina interfieren con la detección simultánea de DA y AU, los cuales están presentes en niveles relativamente más bajos.

Imagen: La técnica electroanalítica utiliza nanocompuestos ternarios que contienen oro (Fotografía cortesía de Unsplash)

Para resolver este desafío, los investigadores combinaron una mezcla de nanocompuestos, que tenía un tamaño de grano promedio de 10-9 metros o más, compuesta de nanopartículas de oro (AuNP), un polímero especial (conductor) y óxido de grafeno tratado electroquímicamente sobre un electrodo de carbón vítreo convencional (GCE), para obtener un electrodo superior. Un GCE combina las propiedades del vidrio con las del grafito. Sin embargo, necesitaba ser modificado para la detección selectiva y simultánea de DA y AU en presencia de altas concentraciones de AA. Los investigadores emplearon una combinación de métodos químicos y electroquímicos. Comenzaron con poli(3,4-etilendioxitiofeno), o PEDOT, que es un polímero altamente conductor prometedor en el campo de los biosensores.

Los PEDOT-AuNP se sintetizaron químicamente a partir de ácido cloroáurico y 3,4-etilendioxitiofeno a temperatura ambiente. La adición de óxido de grafeno (GO) resultó en la formación de una suspensión homogénea de PEDOT-AuNPs-GO. A continuación, esta suspensión se dejó caer sobre la superficie de un GCE y se secó. Finalmente, siguiendo un procedimiento electroquímico, el nanomaterial OPEDOT-AuNPs-ERGO/GCE se fabricó con éxito y se preparó para mediciones bioanalíticas. Cuando se usa, el electrodo modificado podría detectar simultáneamente cantidades extremadamente pequeñas de DA (1 mM) y AU (5 mM) en condiciones fisiológicas, incluso en presencia de un gran exceso (1,0 mM) de AA. El equipo de investigación prevé un futuro brillante para esta nueva aplicación basada en nanomateriales, especialmente en entornos clínicos y de diagnóstico. Sin duda, se requieren estudios futuros, pero este novedoso electrodo nanocompuesto tiene un gran potencial para convertirse en el estándar de oro para el diagnóstico en los laboratorios de patología.

"PEDOT se puede sobreoxidar para obtener OPEDOT, cuya hidrofilicidad y propiedades únicas lo hacen útil en aplicaciones electroanalíticas", dijo el profesor asociado Dongdong Zhang de la Universidad Xi'an Jiaotong, quien dirigió el equipo de investigación. "Sin embargo, dado que OPEDOT no es tan buen conductor eléctrico o catalizador, se modifica con nanomateriales adecuados, en este caso, nanopartículas de oro".

"Nuestro nuevo compuesto ternario basado en grafeno, con sus características ventajosas, es un candidato prometedor para aplicaciones electroanalíticas y clínicas", agregó el Dr. Zhang.

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Universidad Xi'an Jiaotong