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09/2011

Genosensores, los sensores hechos con DNA

Sensors DNA
La demanda creciente de métodos de análisis rápidos, sencillos, económicos y transportables ha incentivado la investigación en el campo de los sensores de DNA, o genosensores. La aplicación de la nanotecnología a este tipo de biosensores ha permitido aumentar mucho su eficacia y se les están encontrando aplicaciones en ámbitos tan variados como el control de contaminación de las aguas o los alimentos, el diagnóstico médico detectando patógenos o enfermedades genéticas, el fraude alimentario, o la medicina forense. Este trabajo, realizado por investigadores de la UAB, es una revisión de los genosensores que utilizan una técnica de detección, la espectroscopia electroquímica de impedancia, que permite el análisis de genes sin necesidad de etiquetado y pueden ser una alternativa a los ensayos genéticos clásicos.

El creciente interés de los últimos años por los biosensores y especialmente los genosensores se debe a la necesidad de efectuar análisis rápidos con equipamiento sencillo, y que impliquen costes menores que las técnicas clásicas.

La determinación genética rápida es una clara demanda actual en campos como el control de la contaminación alimentaria o de aguas, el diagnóstico médico mediante detección de patógenos o comprobación de enfermedades genéticas, verificaciones de fraude alimentario, origen o crianza, aparte de posibles aplicaciones forénsicas.

Las tecnologías de los biosensores de DNA se están desarrollando rápidamente como alternativa a los ensayos genéticos clásicos en el laboratorio por sus posibilidades de miniaturización, portabilidad y análisis in situ. Entre las diferentes técnicas de detección posibles, la Espectroscopia Electroquímica de Impedancia se presenta como una herramienta para estudiar los eventos de biosensado en la superficie de los electrodos, como la hibridación del DNA. Como ventaja adicional, esta técnica permite el análisis de genes sin necesidad de ningún etiquetaje.

Últimamente, el uso de los materiales en la nanoescala para el desarrollo de biosensores electroquímicos ha mostrado un incremento exponencial. El gran interés por los nanomateriales se centra en la posibilidad de adaptar sus dimensiones y estructura a las especies que se detectan, frente a los métodos convencionales que usan material a escala convencional. El uso de nanomateriales en los genosensores impedimétricos puede estar enfocado en el desarrollo de nuevas plataformas para la medida e inmovilización o en la conjugación de las secuencias de DNA para mejorar la señal de impedancia, aumentando así la sensibilidad de los ensayos.

El artículo de revisión que se comenta, derivado de la finalización de la tesis doctoral de A.Bonanni, resume el estado del arte de los sensores de DNA (o genosensores) que utilizan la Espectroscopia Electroquimica de Impedancia como principio de transducción. Como punto de interés actual, se centra en el uso de los nanomateriales para desarrollar o mejorar las prestaciones de estos biosensores específicos.

El artículo describe los diferentes principios que pueden utilizarse en la etapa de medida y en los diferentes procedimientos o protocolos que pueden adoptarse para la detección de una secuencia de DNA o en la confirmación o amplificación de la señal finalmente obtenida. El trabajo revisa y muestra el trabajo de nuestro laboratorio en el empleo de nanomateriales en los aspectos anteriores, es decir el uso de nanotubos de carbono o otros elementos nanoscópicos para la construcción de electrodos, o el uso de nanopartículas, fundamentalmente nanopartículas de oro o partículas cuánticas (quantum dots) para la mejora de las señales de impedancia registradas.

Manel del Valle
Grup de Sensors i Biosensors

Referencias

"Use of nanomaterials for impedimetric DNA sensors: a review", A.Bonanni, M. del Valle, Analytica Chimica Acta, 2010, Vol: 678: 7-17.

 
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