La demanda de monitoreo de salud en tiempo real está creciendo. Un equipo de investigación del Instituto de Química de la Academia de Ciencias de China (ICCAS) desarrolló recientemente un material vivo para monitorear en tiempo real el lactato, un biomarcador para el cáncer.

El lactato es un analito importante en la ingeniería de bioprocesos, la medicina deportiva y la atención clínica, y también es un biomarcador confiable de la generación, metástasis y recurrencia de tumores. Se demandan biosensores portátiles con buen rendimiento para monitorear el contenido de lactato en los fluidos corporales.

Los materiales vivos son un nuevo tipo de material biohíbrido que consta de elementos vivos (bacterias, células de mamíferos, hongos y algas, etc.) y materiales funcionales artificiales. Beneficiándose de la combinación de sus respectivas ventajas, los materiales vivos se utilizan para la biodetección, la biosíntesis y el diagnóstico biomédico. Los polímeros conjugados (CP) se caracterizan por una estructura electrónica deslocalizada que permite la transferencia de electrones.

Mediante una modificación adicional del esqueleto de CP utilizando cadenas laterales solubles en agua, se diseñó y sintetizó una serie de nuevos polímeros conjugados solubles en agua (WSCP) con excelente solubilidad en agua, propiedades fotoeléctricas y biocompatibilidad. Se espera que los WSCP sean buenos materiales funcionales artificiales para construir materiales vivos y dispositivos bioelectrónicos.

Dirigido por el profesor Wang Shu y el profesor Bai Haotian, el equipo de ICCAS construyó un material vivo con politiofeno catiónico (PMNT) y Shewanella oneidensis MR-1. El PMNT podría contribuir a la formación de biopelículas y optimizar el proceso bioelectrónico dentro de S. oneidensis MR-1; por lo tanto, los materiales vivos construidos podrían acelerar el proceso de oxidación del lactato y mejorar la tasa de transferencia de electrones hacia el exterior.

Luego, el material se usó para fabricar un dispositivo bioelectrónico flexible para la detección de lactato en fluidos fisiológicos (sudor, orina y plasma) y células tumorales a través de una mayor integración de módulos funcionales y procesamiento de tecnología de ingeniería. Todas las señales eléctricas recopiladas por el dispositivo bioelectrónico flexible podrían transferirse de forma inalámbrica a un teléfono inteligente portátil para su lectura y análisis.

Este trabajo proporciona una nueva estrategia para integrar la actividad biológica de las células vivas y las propiedades optoelectrónicas de las PC para preparar materiales vivos. Los dispositivos electrónicos portátiles y flexibles basados ​​en los nuevos materiales vivos tienen aplicaciones potenciales para el control de la salud personal en el futuro.

El estudio fue publicado en Science Advances . + Explora más

Enfoque en transistores orgánicos para sensores de salud dentro de organismos vivos