Crean nuevo biosensor para detectar la glucosa en la saliva y las lágrimas

 

Los investigadores han creado un nuevo tipo de biosensor que puede detectar concentraciones diminutas de glucosa en la saliva, las lágrimas y la orina. El sensor puede ser fabricado a bajo costo ya que no requiere muchos pasos de procesamiento para la detección.

El sensor es una forma inherentemente no-invasiva para estimar el contenido de glucosa en el cuerpo. Esto debido a que puede detectar la glucosa en la saliva y las lágrimas en una plataforma que eventualmente podría ayudar a eliminar o reducir la frecuencia del uso de los pinchazos para las pruebas de diabetes.

Los resultados se detallan en un artículo que se publica esta semana en la revista Advanced Functional Materials.

La mayoría de los sensores normalmente miden la glucosa en sangre y muchos no son capaces de detectar la glucosa en las lágrimas y la saliva.

El sensor tiene tres partes principales: las capas de nanoláminas que asemejan pequeños pétalos de rosas hechos de un material llamado grafeno, que es una película de un solo átomo de carbono de espesor; las nanopartículas de platino, y la enzima glucosa oxidasa.

Cada pétalo contiene unas pocas capas de grafeno apiladas. Los bordes de los pétalos tienen enlaces químicos colgantes incompletos, defectos que pueden adherirse a las nanopartículas de platino. Los electrodos se forman mediante la combinación de los nanopétalos y las nanopartículas de platino. Entonces, la glucosa oxidasa se adhiere a las nanopartículas de platino y la enzima convierte la glucosa en peróxido lo que genera una señal en el electrodo.

Por lo general, cuando se quiere hacer un biosensor nanoestructurado se tienen que utilizar una gran cantidad de pasos de procesamiento antes de llegar al biosensor final. En este caso los pétalos pueden ser cultivados en casi cualquier superficie, y no es necesario utilizar alguno de estos pasos, por lo que podría ser ideal para su comercialización.

Además de las pruebas de diabetes, la tecnología puede ser utilizada para detectar una variedad de compuestos químicos para las pruebas de otras condiciones médicas.

En este caso se utiliza la enzima glucosa oxidasa  que está orientada para la diabetes pero pudiera intercambiarse esa enzima, por ejemplo, por glutamato oxidasa para medir el neurotransmisor glutamato y poder diagnosticar el Parkinson y el Alzheimer, o la etanol oxidasa para monitorear los niveles de alcohol en un alcoholímetro. Es muy versátil, rápido y portátil.

Según los autores, la tecnología es capaz de detectar glucosa en concentraciones tan bajas como 0,3 micromolar, mucho más sensibles que otros biosensores electroquímicos basados en nanotubos de carbono de grafeno o grafito, y nanopartículas metálicas.

Además el sensor es capaz de distinguir entre la glucosa y las señales de otros compuestos que a menudo causan interferencia en los sensores como el ácido úrico, el ácido ascórbico y el acetaminofeno, que se encuentran comúnmente en la sangre. A diferencia de la glucosa, estos otros son compuestos electroactivos, lo que significa que a diferencia de la glucosa generan una señal eléctrica sin la presencia de la enzima.

Referencia

Jonathan C. Claussen, Anurag Kumar, David B. Jaroch, M. Haseeb Khawaja, Allison B. Hibbard, D. Marshall Porterfield, Timothy S. Fisher. Nanostructuring Platinum Nanoparticles on Multilayered Graphene Petal Nanosheets for Electrochemical BiosensingAdvanced Functional Materials, 2012; DOI: 10.1002/adfm.201200551

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Francisco P. Chávez Profesor Asistente, Laboratorio de Microbiología Molecular y Biotecnología Departamento de Biología Facultad de Ciencias Universidad de Chile

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Francisco P. Chávez Ph.D
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