Nanopartículas de oro para detectar cocaína a muy bajas concentraciones
Investigadores de la Universitat Politècnica de València, CIC biomaGUNE y el CIBER de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), dependiente del Instituto de Salud Carlos III, en España, han desarrollado un nuevo método que permite detectar cocaína y Mycoplasma en concentraciones muy bajas. Se trata de una alternativa ideada para ser utilizada en laboratorios y potencialmente más competitivo que otros métodos de análisis utilizados actualmente.
La principal novedad se encuentra en el uso combinado de nanopartículas mesoporosas de sílice, equipadas con puertas moleculares, y espectroscopía SERS (Surface-Enhanced Raman Scattering), un sistema de amplificación de señal que emplea nanopartículas de oro para detectar concentraciones muy bajas de las sustancias analizadas.
Según las pruebas que han desarrollado en laboratorio, en el caso de la cocaína se ha permitido llegar a niveles de detección nanomolar, y en el de Mycoplasma 30 copias de ADN genómico/μL. El trabajo desarrollado por los investigadores valencianos y vascos ha sido publicado en la revista Chemistry-A European Journal.
El sistema de detección se basa en la liberación de un colorante fácilmente identificable por espectroscopía SERS desde el interior de las nanopartículas de sílice, exclusivamente cuando la especie a detectar está presente.
Los poros de las nanopartículas se desbloquean en presencia de Mycoplasma o cocaína y se libera un colorante que interactúa con nanotriángulos de oro, y es esta interacción la que se detecta mediante espectroscopía SERS. La concentración de la substancia a detectar es proporcional a la señal detectada”, explica Ramón Martínez Máñez, director del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico y director científico del CIBER-BBN.
“Nunca antes se había combinado la espectroscopía SERS con materiales mesoporosos de sílice equipados con puertas moleculares para llevar a cabo estos análisis. Los resultados obtenidos han sido muy positivos y abren la puerta a que este método pueda ser utilizado en la detección de otros patógenos”, añade Luis M. Liz-Marzán, profesor en CIC biomaGUNE e investigador del CIBER-BBN. (Fuente: CIBER)
Identifican propiedades cicatrizantes de la hidroxiapatita
Los investigadores docentes de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) (México), Albino Moreno Rodríguez y Genaro Carmona Gutiérrez, identificaron propiedades cicatrizantes en el compuesto conocido como hidroxiapatita (HA), después de aplicarlo en heridas leves en piel de animal.
La hidroxiapatita es un compuesto mineral que otorga cualidades de dureza a rocas, dientes y huesos; por tener estas características biocompatibles y bioactivas, posee la propiedad de regenerar tejido óseo, lo que ha sido motivo de múltiples investigaciones que han comprobado científicamente esta aplicación.
Por su parte, el maestro Genaro Carmona Gutiérrez explicó que tras dos años de trabajo en el Laboratorio de Química General, se obtuvo la plena identificación de la hidroxiapatita a través de estudios como difracción de rayos X e infrarrojos, microscopía electrónica de barrido, espectroscopía de energía dispersiva, determinación de su termograma y tamaño de porosidad.
A partir de esto, el doctor Carmona Gutiérrez la sintetizó para encontrar nuevas aplicaciones en el área farmacológica, al utilizarla como un medio de transmisión más efectivo que potenciara el efecto de un fármaco en el organismo.
“Mi trabajo consistió en que a partir de elementos como el calcio, fósforo y oxígeno se sintetizó la hidroxiapatita a través del método de la precipitación. Para esto, primero se preparó la suspensión de hidróxido de calcio y después se le agregó ácido fosfórico para lograr la precipitación. Posteriormente se añadió hidróxido de amonio para controlar el pH (potencial de hidrógeno) y mantenerlo arriba de nueve, tal y como sucede con la HA. Con estos parámetros se sintetizó y el trabajo se vinculó con otras áreas de conocimiento, lo que permitió identificar otros usos”.
Por su parte, el doctor Albino Moreno Rodríguez refirió que con la síntesis de la hidroxiapatita se observó su cualidad porosa, similar a la de los nanomateriales, como el óxido de titanio, de silicio, de magnesio y de circonio, con los que él trabaja.
Moreno Rodríguez comentó que cuando estos nanomateriales encapsulan sustancias activas, ya sean naturales o fármacos, potencian su efecto en el organismo. De ahí surgió la idea de utilizar la HA con fines farmacológicos.
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Por ejemplo, si yo encapsulo la sustancia del paracetamol en un nanomaterial, generalmente poroso, voy a potenciar los resultados de este medicamento. Cuando observamos la porosidad de la HA, se tuvo la idea de encapsular ciertas sustancias activas, que pueden ser naturales o del sector salud; cuando estas se encapsulan en nanomateriales, se ejerce una acción exponencial de mayor beneficio para un propósito. Así que aprovechando la porosidad de la HA, se encapsuló en un nanomaterial el extracto de la planta Tournefortia hirsutissima L., conocida como tlachichinole, a fin de aplicarlo en quemaduras de primer grado y heridas no profundas”.
En la fase experimental, primero se ubicó un primer conjunto de ratas modelo, a las que no se les aplicó ninguna sustancia después de realizarles un corte craneal no profundo. A un segundo grupo se le aplicó en heridas similares solo el extracto de tlachichinole. A un tercer conjunto de ratas se les suministró solo la hidroxiapatita. Por último, a otro grupo de roedores se les suministró en las heridas un nanomaterial poroso, producto de un extracto a 80 por ciento del tlachichinole, encapsulado con HA.
Dr. Genaro Carmona Gutiérrez.“Nosotros creímos que el encapsulado de la hidroxiapatita sería el que presentaría mayor aceleración en el proceso de cicatrización; sin embargo, no fue así, a los 13 días de su aplicación, la HA por sí sola aceleró un 60 por ciento el proceso de regeneración de tejido muscular, respecto al grupo de ratas a las que les fue aplicado el encapsulado de nanomateriales y el extracto puro de la planta”, destacó el doctor Moreno Rodríguez.
De esta forma, aunque primero se buscó potenciar las funciones de la HA al combinarla con otras sustancias como la planta de tlachichinole, el resultado permitió detectar propiedades no antes vistas, por lo que se solicitó la patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI).
Los doctores Albino Moreno y Genaro Carmona añadieron que tras estas nuevas aplicaciones, lo que sigue es perfeccionar el compuesto de la hidroxiapatita para obtener un material químicamente puro y cumplir con otras especificaciones que les permitan hacer pruebas en seres humanos.
“Este proyecto estuvo estructurado desde una perspectiva multidisciplinaria. Ahora se tendrá que estudiar más la HA para encaminar las propiedades que tiene en apoyo a la cicatrización de heridas o regeneración de tejido muscular, para que una vez que se cumplan los requerimientos científicos se pueda vincular el proyecto con otras áreas como la farmacéutica y farmacológica para dar mayor afinidad al material”, finalizó el doctor Albino Moreno Rodríguez. (Fuente: CONACYT/DICYT)
