Fabricación de biosensores electroquimioluminiscentes

Con el objetivo de detectar sustancias difíciles de determinar para su uso en la industria agrícola, científicos del Departamento de Materiales Avanzados del Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) trabajan en el desarrollo de biosensores electroquimioluminiscentes.

Mediante la aplicación de enzimas y de algunos compuestos orgánicos (luminóforos), estos dispositivos cuentan con propiedades que permiten señalar sustancias de interés agrícola, con la particularidad de generar un estado excitado.

A partir de este proyecto, los científicos indagan en alternativas para el fortalecimiento de diversos cultivos, pero con la visión y potencial de emplear los biosensores electroquimioluminiscentes a partir de nanoestructuras obtenidas del nopal en el sector salud y farmacéutico para la detección de enfermedades.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Arxel de León Santillán, investigador Catedrático Conacytadscrito al Departamento de Materiales Avanzados del CIQA, explica qué son los biosensores electroquimioluminiscentes, la investigación que desarrollan en torno al tema y el potencial de estos dispositivos llenos de luz.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué es un biosensor electroquimioluminiscente?

Arxel de León Santillán (ALS): Un sensor electroquimioluminiscente es un dispositivo que, a partir de los estados de oxidación y reducción de las especies a detectar y de un luminóforo, produce luz. En este caso, se utiliza potenciostato que permite la reducción del luminóforo y, mediante la oxidación por vía enzimática de las especies a detectar, la suma de los dos estados de óxido-reducción crea un estado excitado que después produce la luz.

Por ejemplo, si nosotros queremos detectar alguna sustancia, como ion fosfato, podemos detectarlo mediante su oxidación-reducción vía enzimática, gracias al fosfato-oxidasa u otro tipo de enzimas que permitan su oxidación y, aplicando una diferencia potencial, podemos hacer la reducción del luminóforo y entonces la suma de los dos estados de óxido-reducción crea un estado excitado y, de ahí, se produce la luz.

AIC: ¿En qué consiste el proyecto de Cátedras Conacyt: Plataformas para la fabricación de biosensores electroquimioluminiscentes?

ALS: La cátedra trata de desarrollar biosensores directamente para la determinación de sustancias que pueden ser utilizadas en la agricultura o en la industria farmacéutica. La idea principal de la cátedra es obtener un dispositivo que permita un acceso fácil para labores de campo, ya que los biosensores electroquimioluminiscentes tienen una alta sensibilidad y un bajo costo, esto nos permitiría tener un dispositivo relativamente de fácil acceso.

AIC: ¿Cuál es la importancia de este proyecto?

ALS: La buena sensibilidad que presenta este tipo de dispositivos permite detectar sustancias que, por otros métodos, son difíciles de detectar. Entonces, la idea es empezar a desarrollar este tipo de biosensores para realizar labores de campo, tanto en la agricultura y después en la industria farmacéutica.

AIC: ¿En qué aspectos de estos sectores se están enfocando para el uso de estos dispositivos?

ALS: En lo que estamos enfocados directamente es en la aplicación en la agricultura, para la determinación de algunos fosfatos y de bioestimulantes elicitores. Como primeras metas tenemos la detección de sustancias para la agricultura y, posteriormente, estaremos migrando a la detección de sustancias en la industria farmacéutica o sector salud del país, esperamos dar el salto a esta área en cuatro años.

AIC: ¿Actualmente tiene vinculación con el sector industrial?

ALS: Estamos planeando precisamente vincularnos más con el sector agroindustrial y posteriormente al farmacéutico, estamos abiertos a la vinculación con empresas e instituciones interesadas en este tema.

AIC: ¿Cuál es el futuro del proyecto?

ALS: En el corto plazo, estamos con la detección de los bioestimulantes elicitores que forma parte de un proyecto Fordecyt (Fondo Institucional de Fomento Regional para el Desarrollo Científico, Tecnológico y de Innovación), y después vamos a empezar con la detección de fosfato para la agricultura o los ecosistemas, que también es una parte importante de atacar, la eutrofización que es una situación complicada que tienen los lagos y mares en el país.

A mediano plazo la detección de fosfatos en la agricultura y finalizar, a largo plazo, con el sector salud en la detección de sustancias en enfermedades.

Fuente: CONACYT.