Investigadores de la Universidad de São Paulo (USP), en Brasil, desarrollaron un chip bioelectrónico que detecta simultáneamente las vitaminas C y D en los fluidos corporales. Es flexible y fácil de ver y se puede adaptar para su uso en un dispositivo portátil para ayudar con una dieta personalizada. Los detalles se describen en un artículo publicado en ACS Applied Nano Materials. .
Las vitaminas C y D son micronutrientes que desempeñan un papel vital en el sistema inmunológico como participantes en las vías metabólicas implicadas en la lucha contra virus y bacterias. El seguimiento de estas vitaminas en el organismo puede ayudar a garantizar que sus niveles no sean deficientes ni excesivos.
Sin embargo, los métodos disponibles actualmente para ello requieren costosos equipos de laboratorio operados por profesionales especializados. Implican la recogida de muestras de sangre y producen residuos peligrosos. Detectar y analizar ambas vitaminas en la misma muestra al mismo tiempo es difícil.
Para simplificar el proceso, investigadores afiliados al Instituto de Física de São Carlos utilizaron recursos relativamente económicos, como el carbono, y protocolos de funcionamiento rápidos para desarrollar un chip electroquímico para el autocontrol de las vitaminas C y D.
El chip es desechable y contiene dos sensores, cada uno de los cuales utiliza corriente eléctrica para detectar una vitamina. En el caso de la vitamina C, el sensor está fabricado con nanopartículas de carbono y actúa como electrocatalizador. El sensor de vitamina D está hecho de nitruro de carbono grafítico y nanopartículas de oro combinadas con una capa de 25(OH)D3 anticuerpos. 25(OH)D3 Es la forma circulante más abundante de vitamina D debido a su larga vida media.
El chip es fácil de operar. Lo único que debe hacer el usuario es conectarlo a un pequeño dispositivo electrónico portátil similar a un glucómetro, introducir una muestra de saliva o suero sanguíneo y esperar a que la corriente eléctrica indique la presencia y niveles de las vitaminas. El resultado se obtiene en menos de 20 minutos.
"Al inmovilizar especies electroquímicamente activas en la superficie de uno de los sensores, pudimos eliminar la necesidad de etiquetas y sondas redox, simplificando el dispositivo y reduciendo la complejidad del análisis", dijo Thiago Serafim Martins, primer autor del artículo. y actualmente investigador del Imperial College London en el Reino Unido.
"Esto hace que el chip sea potencialmente más práctico y eficiente, permitiendo su uso directo en farmacias, clínicas, etc. Además, es lo suficientemente flexible como para adaptarse para su uso como dispositivo portátil, incrustado en un protector bucal o mordedor, y aplicado directamente a la piel."
Su selectividad y especificidad se confirmaron en experimentos de control diseñados para medir la posible interferencia de otras sustancias normalmente presentes en muestras de sangre y saliva, como las vitaminas B12, B1 y B3, glucosa, lactato, cloruro de sodio y cloruro de potasio.
El principal desafío al que se enfrentaron los investigadores al desarrollar un chip bioelectrónico para detectar las vitaminas C y D fue garantizar que no hubiera reacciones cruzadas entre las vitaminas en la muestra analizada por el chip.
"Para abordar este desafío, diseñamos el chip para que tenga dos áreas de trabajo o sensores con diferentes químicas superficiales y los configuramos para operar a diferentes potenciales eléctricos", explicó Martins.
Los científicos ven potencial para ampliar las capacidades del chip para detectar otros biomarcadores, incluidos los de varios tipos de cáncer, aunque primero se deben realizar más investigaciones para validar los sensores. Después de eso, planean solicitar una patente y eventualmente licenciar la tecnología a un fabricante.
Más información: Thiago S. Martins et al, Chip bioelectrónico sin etiquetas ni sonda Redox para controlar las vitaminas C y el metabolito 25-hidroxivitamina D3, Nanomateriales aplicados ACS (2024). DOI:10.1021/acsanm.3c05701
Proporcionado por la FAPESP
