Dispositivo electrónico detecta moléculas asociadas a enfermedades neurodegenerativas

Por el equipo editorial de LabMedica en español
Actualizado el 17 Jun 2016

Se ha desarrollado un biosensor, que ha demostrado ser capaz de detectar moléculas asociadas con enfermedades neurodegenerativas y algunos tipos de cáncer. El dispositivo es básicamente un transistor orgánico a escala nanométrica, de una sola capa, sobre un portaobjetos de vidrio.

Imagen: Un biosensor detecta las moléculas asociadas a enfermedades neurodegenerativas y cáncer (Fotografía cortesía de la Universidad de Campinas).

El biosensor contiene la forma reducida del péptido glutatión (GSH), que reacciona, de una manera específica, cuando entra en contacto con la enzima glutatión S-transferasa (GST), vinculada al Parkinson, a la enfermedad de Alzheimer y al cáncer de mama, entre otras enfermedades. La reacción GSH-GST es detectada por el transistor, que puede ser utilizado para propósitos de diagnóstico.

Científicos de la Universidad de Campinas (Brasil) se han centrado en el desarrollo de dispositivos para los puntos de atención, por investigadores en una variedad de áreas del conocimiento, usando materiales funcionales para producir sensores simples y sistemas de microfluidos para el diagnóstico rápido. El sistema puede ser adaptado para detectar otras sustancias, tales como moléculas asociadas a diferentes enfermedades y elementos presentes en el material contaminado, entre otras aplicaciones. Esto requiere la sustitución de las moléculas en el sensor con otras que reaccionan con los productos químicos marcados por la prueba, que se conocen como analitos.

El equipo ha desarrollado una técnica para hacer que el papel sea conductor y capaz de transportar datos de detección mediante la impregnación de fibras de celulosa con polímeros que tienen propiedades conductoras. La técnica se basa en la síntesis in situ de polímeros conductores. Para que los polímeros no queden atrapados en la superficie del papel, tienen que ser sintetizados dentro de, y entre, los poros de las fibras de celulosa. Esto se hace por polimerización química en fase gaseosa: se infiltra un oxidante líquido en el papel, que luego se expone a los monómeros en fase gaseosa. Un monómero es una molécula de bajo peso molecular capaz de reaccionar con moléculas idénticas o diferentes de bajo peso molecular, para formar un polímero.

Los monómeros se evaporan bajo el papel y penetran en los poros de las fibras en la escala submicrométrica. En el interior de los poros, se mezclan con el oxidante y comienzan el proceso de polimerización, allí mismo, impregnando todo el material. El papel polimerizado adquiere las propiedades conductoras de los polímeros. Esta conductividad se puede ajustar mediante la manipulación del elemento incrustado en las fibras de celulosa, dependiendo de la aplicación para la que está diseñado el papel. Por lo tanto, el dispositivo puede ser conductor de la electricidad, lo que permite que la corriente fluya sin pérdidas significativas, o semiconductor, interactuando con moléculas específicas y funcionando como un sensor electroquímico, físico o químico.

Carlos César Bof Bufon, PhD, autor principal del estudio, dijo: “Esta es la primera vez que la tecnología de transistores orgánicos se ha utilizado para detectar el par GSH-GST, lo cual es importante en el diagnóstico de enfermedades degenerativas, por ejemplo. El dispositivo puede detectar este tipo de moléculas, incluso cuando están presentes en niveles muy bajos en el material examinado, gracias a su sensibilidad nanométrica”.

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University of Campinas