Investigadores de México y Argentina desarrollan biosensor electroquímico

Por Felipe Sánchez Banda

Saltillo, Coahuila. 7 de noviembre de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Especialistas de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec), en trabajo conjunto con investigadores argentinos de la Universidad Nacional de Río Cuarto, desarrollaron un biosensor electroquímico y nanoestructurado, con aplicaciones potenciales en la industria de energéticos y de análisis clínicos, entre otras.

El título oficial del proyecto fue “Diseño de un biosensor electroquímico nanoestructurado para evaluación de triglicéridos basado en el uso de lipasa inmovilizada en un sistema nanocompuesto magnetita/quitosán/nanopartículas metálicas/nanotubos con carbono”, desarrollado durante dos años entre integrantes de los cuerpos académicos (CA) de Nanobiociencia y Química Analítica de la Facultad de Ciencias Químicas de la Uadec y científicos de la Universidad Nacional de Río Cuarto de Córdoba, Argentina.

“La innovación es desarrollar un sensor que contenga todos estos elementos en su arquitectura nanométrica. La experiencia del cuerpo académico de Nanobiociencia en la síntesis y preparación de nanopartículas de magnetita y enzimas; el uso de nanopartículas magnéticas y óxidos metálicos por parte del grupo argentino, y el desarrollo de sensores electroquímicos por parte del cuerpo académico de Química Analítica”, detalló el doctor José Sandoval Cortés, profesor investigador del CA de Química Analítica de la Facultad de Ciencias Químicas de la Uadec y colaborador del proyecto.

El equipo de investigadores integrado por Yolanda Osuna, José Sandoval, Hened Saade, Raúl G. López, José Luis Martínez, Edith M. Colunga, Gabriela de la Cruz, Elda P. Segura, Fernando J. Arévalo, María A. Zon, Héctor Fernández y Anna Iliná publicaron el resultado de su investigación en la revista Bioprocess and Biosystems Engineering en marzo de 2015, con el título Immobilization of Aspergillus niger lipase on chitosan-coated magnetic nanoparticles using two covalent-binding methods.

Este proyecto consistió en la unión de la síntesis de nanopartículas de magnetita (Fe₃O₄) recubiertas de quitosán, mediante una metodología desarrollada por el CA de Nanobiociencia, a las cuales se les puede anclar una molécula de naturaleza proteica, en este caso en particular enzimas, específicamente lipasa.

El CA de Nanobiociencia encontró excelentes resultados y los investigadores vieron potencial para desarrollar un sensor que utilizara como sustrato los triglicéridos; decidieron unir su trabajo con el conocimiento de electroquímica realizado por el CA de Química Analítica. Además de esto, se conjuntó la experiencia del grupo de investigadores argentinos, quienes cuentan con experiencia en el uso de nanopartículas magnéticas en el desarrollo de sensores.

“Se estableció colaboración internacional con un grupo de la Universidad Nacional de Río Cuarto, Argentina. Tuvimos la fortuna de poder gestionar una visita de ellos a México e investigadores de este grupo en Argentina, esto permitió obtener los resultados de este proyecto y fincar las bases para una relación de colaboración duradera”, agregó el investigador.

De acuerdo con el doctor Sandoval Cortés, el proyecto nació con el objetivo de probar cuestiones básicas de investigación, pero debido a los resultados preliminares y finales, el equipo de trabajo encontró potencial de aplicación en la industria de energéticos y médico-clínica.

“Comprobamos que este desarrollo puede ser utilizado en laboratorios para análisis clínicos de rutina, para monitoreo de niveles de triglicéridos en sangre. También puede ser empleado en la industria de producción de biodiesel para monitorear la calidad del mismo a través de la cuantificación de glicerol, que es uno de los marcadores de su calidad”, puntualizó el científico.

Este biosensor está integrado por un material nanoestructurado y un electrodo. El material nanoestructurado es semejante a la tinta china, un medio acuoso en el que están dispersos nanotubos de carbono, nanopartículas de magnetita recubiertas de quitosán con la enzima anclada y nanopartículas metálicas. Todo esto compatibilizado por más quitosán que se encuentra en la solución y actúa como agente dispersante. En tanto, el electrodo es una pequeña barra con carbono, empleado como material conductor de electricidad.

“En los lápices nuevos, vemos la madera por la parte externa y en el centro el grafito con el que escribimos, ese es el electrodo. Sobre la parte plana del lápiz nuevo se coloca una gota de tinta que es la dispersión de los materiales nanoestructurados, para que formen una película después de que se seque el disolvente. El biosensor electroquímico, físicamente quedaría como un lápiz que se le ha colocado un gota de tinta que se ha dejado secar”, comparó el investigador Sandoval Cortés.

Actualmente el equipo de trabajo está en la búsqueda de recursos para continuar el trabajo de investigación y desarrollar la segunda etapa del proyecto.

“La siguiente etapa es la optimización del sensor y no solamente la comprobación de que todos estos componentes funcionan bien juntos, esto ya se comprobó. La optimización implicaría métodos de preparación, tiempos de preparación, costos; todo esto acortarlo al máximo para hacerlo rentable y, en un futuro, teniendo una patente, vincularnos con alguna empresa que pueda interesarse en su producción”, finalizó el especialista.

 

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