Parche de detección portátil permite análisis cuantitativo rápido de urea en los fluidos corporales

La urea, que se excreta en el sudor, la orina, la saliva y la sangre, es un indicador clave de la función renal en el diagnóstico clínico. La determinación efectiva de los niveles de urea puede permitir la detección temprana de enfermedades. Ha habido una concentración creciente en los sensores portátiles basados en fluorescencia, aunque los hidrogeles fluorescentes tradicionales se excitan con longitudes de onda cortas, lo que dificulta la detección de muestras biológicas. Ahora, los investigadores han desarrollado un parche de detección portátil que permite el análisis cuantitativo rápido de la urea.

La fluorescencia espontánea y de fondo puede interferir con la detección de muestras biológicas. Las nanopartículas de conversión ascendente (UCNP), que pueden eliminar la autofluorescencia y la interferencia de fondo de las muestras biológicas, son una estrategia efectiva para detectar biomarcadores humanos con alta sensibilidad. Investigadores de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) de la Academia de Ciencias de China (Beijing, China) han desarrollado un sensor de hidrogel de poliacrilamida (PAM) basado en una sonda óptica de conversión ascendente, que estaba compuesto por UCNP y p-dimetilamino-cinamaldehído (p-DMAC). Como resultado del efecto de filtración interna, el producto rojo producido por la reacción de urea y p-DMAC extinguió la fluorescencia verde de las UCNP y provocó que la conversión ascendente de fluorescencia cambiara de amarillo a rojo, realizando así la detección de fluorescencia de urea.

Imagen: El nuevo método permite una prueba más rápida de urea en fluidos corporales (Fotografía cortesía de HFIPS)

Sobre esta base, los investigadores fabricaron un sensor portátil flexible mediante la combinación de hidrogel de PAM y una plataforma de sensor portátil construida con tecnología de impresión 3D. Los investigadores encontraron que los límites de detección de la sonda fluorescente de conversión ascendente de diseño propio y el sensor de hidrogel eran de solo 1,4 μM y 30 μM, respectivamente, que era mucho más bajo que el contenido de urea en el sudor, lo que implica una mayor sensibilidad. Según los investigadores, el diseño del parche sensor allana el camino para un método conveniente para detectar con precisión los biomarcadores en los fluidos corporales y para el desarrollo de un dispositivo que podría proporcionar una advertencia de enfermedad y un diagnóstico clínico.

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Academia de Ciencias de China