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Un análisis de creatinina confiable y preciso es fundamental para el diagnóstico y tratamiento oportunos de las personas con enfermedad renal. En un estudio publicado en la revista biosensores y bioelectrónicaSe presenta un biosensor innovador basado en nanoplacas de grafeno/polímero impreso molecularmente de polidopamina para la detección de trazas de creatinina en una variedad de fluidos corporales.
![Biosensor basado en grafeno para la detección de niveles de trazas de creatinina](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_39590_16614394361526145.jpg)
Estudio: un biosensor de polidopamina de nanoplacas de grafeno impresas molecularmente para la detección de ultratrazas de creatinina. Crédito: Shidlovski/Shutterstock.com
La importancia de la creatinina
La creatinina es una sustancia química que se encuentra en la sangre que es filtrada por los riñones y luego excretada en la orina. La creatinina es un producto de desecho que resulta del desgaste normal de los músculos del cuerpo. El nivel de creatinina en la sangre de una persona indica su masa muscular y su función renal.
La eliminación de creatinina del torrente sanguíneo a través de la orina está determinada en gran medida por la tasa de filtración glomerular, y la eliminación de creatinina en la orina se utiliza en la práctica médica para controlar la función renal.
Se requieren técnicas precisas para monitorear los niveles de creatinina en los fluidos corporales para diagnosticar y monitorear a las personas con enfermedad renal.
Detección y medición de creatinina
La técnica colorimétrica de Jaffe, que utiliza ácido pícrico para mezclar con creatinina y produce estructuras de color rojo anaranjado que pueden identificarse y cuantificarse, es la técnica más popular para detectar creatinina en la práctica médica. Sin embargo, esta técnica de colorimetría puede verse afectada por moléculas pigmentadas como la bilirrubina y ciertos medicamentos, lo que puede hacer que los resultados no sean confiables.
Hasta ahora se han explorado varias técnicas diferentes para detectar la creatinina, tales como: B. Catálisis y detección enzimática basada en nanopartículas de metales nobles.
La creatinasa es una enzima que puede detectar creatinina con alta sensibilidad; Sin embargo, la estabilidad de la muestra se ve comprometida debido a la corta duración de la actividad de la enzima.
Los altos costos de las materias primas y la baja especificidad dificultan el uso clínico de biosensores basados en nanopartículas de metales nobles como las nanopartículas de oro y plata.
Por lo tanto, claramente se necesita un método robusto y altamente sensible para monitorear los niveles de creatinina en los fluidos corporales.
El papel de los biosensores de polímeros impresos molecularmente
Recientemente se han desarrollado biosensores basados en polímeros impresos molecularmente (MIP) para la detección altamente sensible de moléculas diminutas.
Dichos biosensores imitan la interacción natural de antígenos y anticuerpos al permitir que los monómeros capturen moléculas de muestra durante la fase de polimerización y creen áreas impresas en 3D que pueden reconocer las moléculas objetivo.
Desafortunadamente, estos biosensores de polímeros impresos molecularmente tienen algunas desventajas. Estas desventajas incluyen un proceso de polimerización que requiere mucho tiempo, una mala conductividad del polímero que provoca una sensibilidad insuficiente y moléculas de plantilla profundamente enterradas que dan como resultado un alto ruido de fondo y un rango de detección limitado.
Ventajas de usar nanoláminas de grafeno
Las nanoláminas de grafeno (GNP, por sus siglas en inglés) son materiales carbonosos a nanoescala de bajo costo y alta conductividad con una alta relación superficie-volumen.
Teniendo en cuenta la red conductiva creada por GNP que permite el transporte rápido de electrones, un biosensor basado en GNP puede tener una sensibilidad excepcional y un límite de detección (LOD) muy bajo.
¿Qué hicieron los investigadores?
En este trabajo se presentó un biosensor desarrollado con una capa de polidopamina impresa molecularmente sobre nanoláminas de grafeno.
El enfoque único de usar MIP de superficie evita un revestimiento de MIP excesivamente grueso, lo que permite colocar una mayor cantidad de moléculas de plantilla sobre la superficie del polímero o muy cerca de ella durante el proceso de polimerización.
Esto garantiza que las moléculas molde se eliminen por completo, lo que da como resultado un área de detección más grande.
En las condiciones apropiadas, los monómeros de clorhidrato de dopamina (DA) pueden autopolimerizarse y adherirse a varios sustratos, lo que significa que el compuesto diseñado GNP/PDA-MIP se puede fabricar en un procedimiento simple de un solo recipiente, evitando los tediosos pasos de preparación de los MIP tradicionales. .
Conclusiones clave del estudio
El equipo presentó un biosensor MIP electrolítico único basado en nanoplacas de grafeno y compuestos de polidopamina para la detección de creatinina altamente sensible en varios fluidos corporales.
Usando un proceso de fabricación de un solo recipiente simple y respetuoso con el medio ambiente, se depositó una capa de PDA en la superficie de GNP.
Los resultados de este estudio mostraron que este enfoque tiene una buena especificidad y sensibilidad, así como una estabilidad confiable debido a la fuerte conductividad de las nanoláminas de grafeno y las numerosas regiones impresas de la superficie MIP.
En comparación con los biosensores de creatinina existentes, las ventajas más notables del biosensor GNP/PDA-MIP propuesto fueron su rango de respuesta lineal increíblemente amplio y su LOD muy bajo.
Este estudio presentó un enfoque que permite una técnica de detección en el punto de atención (POC) potencialmente no invasiva para el diagnóstico médico de primera línea de los niveles de creatinina y la posibilidad de detección POC de varios otros biomarcadores en fluidos corporales para diagnosticar un amplio espectro de niveles de creatinina abre enfermedades.
Relación
Li Y, Luo L, Nie M, Davenport A, Li Y, Li B y Choy K-L. (2022). Un biosensor impreso molecularmente compuesto por nanoplacas de grafeno y polidopamina para la detección de ultratrazas de creatinina. biosensores y bioelectrónica. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.11463
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