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El control de la glucosa es una de las partes más importantes del control de la salud. Recientemente, un grupo de científicos desarrolló un nanosensor fluorescente que no requiere baterías y consta de nanotubos de carbono de pared simple y una versión inactiva de la enzima glucosa oxidasa (GOx). Los resultados fueron reportados en Quimica APLICADA.
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Fuente de la imagen: Química Aplicada
Los autores detallan que el análisis por bioimagen continuo, reversible y no invasivo de los niveles de glucosa en fluidos y tejidos corporales es posible porque la enzima no se encuentra en su estado activo, evitando así que el analito se libere durante la medición.
Los sensores electroquímicos basados en GOx se utilizan habitualmente para medir los niveles de glucosa en sangre. Sin embargo, estos sensores también requieren grandes circuitos y baterías, lo que dificulta el desarrollo de dispositivos implantados para el monitoreo continuo. También emiten peróxido de hidrógeno mortal como subproducto.
Por otro lado, los SWCNT pequeños pueden incorporarse al tejido y proporcionar datos de bioimagen. Cuando se estimulan con luz, los SWCNT emiten una señal de fluorescencia en el infrarrojo cercano que penetra en el tejido y puede registrarse fácilmente mediante métodos de bioimagen no invasivos.
Desafortunadamente, el método más eficiente para cargar moléculas en SWCNT (la sonicación) esencialmente inactiva las moléculas de GOx, lo que dificulta el desarrollo de nanosensores SWCNT basados en GOx. Según Markita P. Landry y su grupo de investigación de la Universidad de California, Berkeley, EE. UU., la idea de que el GOx activo es necesario para que los sensores basados en GOx detecten la glucosa ya ha sido desacreditada.
Sintetizaron sensores SWCNT cargados con GOx mediante sonicación, lo que les permitió cuantificar la glucosa en suero, plasma y cortes de cerebro de ratón con sensibilidad, selectividad y confiabilidad.
La capacidad de la enzima latente GOx para unirse a la glucosa sin convertirla dio a los investigadores una explicación para este descubrimiento inesperado. Para modular la señal de fluorescencia, sólo se requirió la unión.
Los científicos incluso han desarrollado una enzima GOx sin el grupo reactivo necesario para convertir la glucosa, por lo que sería completamente independiente de la actividad de GOx. Con la misma fiabilidad que el primer conjugado de SWCNT y GOx natural, el sensor Apo-GOx-SWCNT pudo detectar glucosa en fluidos corporales y cortes de cerebro de ratón.
Los investigadores destacan ciertos beneficios significativos asociados con las moléculas GOx inactivas. Por ejemplo, el tratamiento con ultrasonido es un paso de preparación eficiente que puede simplificar el proceso de producción de nanosensores GOx-SWCNT. Las lecturas no solo son intrínsecamente reversibles y el proceso enzimático no consume el analito, sino que tampoco generan subproductos dañinos y permiten un monitoreo continuo no invasivo de la glucosa en los fluidos tisulares.
Referencia de la revista:
Nishitani, S., et. Alabama. (2023) Conjugados de glucosa oxidasa-nanotubos de carbono para nanosensores de glucosa traducibles a tejidos. quimica APLICADA. doi:10.1002/ani.202311476
Fuente: https://onlinelibrary.wiley.com/
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