Los biosensores con rastros de ADN podrán detectar oro y otros metales.

En el futuro la búsqueda de oro podría prescindir de pico y pala y se podrían usar unos biosensores portátiles que utilizan un componente del ADN para detectar rastros de elementos preciados.

El sensor de oro es el último de una serie de biosensores detectores de metal desarrollados por Rebecca Lai, profesora asociado de química en la Universidad de Nebraska-Lincoln. Otros sensores en fase de desarrollo detectan mercurio, plata o platino. Una tecnología similar podría usarse para encontrar cadmio, plomo, arsénico, u otros metales y metaloides.

Lai señaló que uno de los objetivos principales sería detectar contaminantes del agua.  Ayudaría en sucesos similares al de Silverton, Colorado, cuando una mina de oro reventó en agosto de 2015.

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La foto muestra el biosensor de oro desarrollado por Rebecca Lai. El diagrama central ilustra cómo los iones de oro conectan dos hilos de adenina y dificultan la transmisión del electrón. El diagrama de la derecha muestra el efecto a la hora de señalar la presencia de oro. Créditos: Rebecca Lai/University of Nebraska-Lincoln

Fabricado en tiras de papel del tamaño de una tira de fuego, los sensores de Lai son baratos, portátiles y reutilizables. Los biosensores podrán usarse para monitorear rutinariamente los suministros de agua en busca de plomo, mercurio, arsénico u otros contaminantes peligrosos.

Estos biosensores facilitarán la búsqueda de oro no sólo con fines estéticos y económicos, ya que este metal precioso está en creciente demanda para fines farmacéuticos y científicos, incluyendo agentes contra el cáncer y las drogas, la lucha contra la tuberculosis y la artritis reumatoide.

Los científicos han empleado varias estrategias para encontrar oro, como sensores basados en fluorescencia, nanomateriales e incluso un biosensor de células enteras que usa el transgénico e. coli. Lai fue coautora de un estudio en 2013 que detalla el uso de e. coli como un biosensor para detectar el oro.

El ADN puede ser un método improbable para detectar oro, pero Lai observó las interacciones entre iones metálicos y los cuatro bloques de ADN: adenina, citosina, guanina y timina.

Los diferentes iones metálicos tienen afinidades con las diferentes bases del ADN. El sensor de oro se basa en las interacciones de los iones de oro con la adenina. Un sensor de mercurio se basa en la interacción de los iones de mercurio con la timina. Un sensor de plata se basaría en la interacción de los iones de plata con la citosina.

Lai y Yao Wu, un estudiante de doctorado, dicen que su artículo es el primer informe donde hablan sobre cómo los oligoadenines se pueden utilizar en el diseño y la fabricación de este tipo de biosensores electroquímicos, que sería capaz de medir las concentraciones de metal blanco en una muestra de agua, así como su presencia.

El sensor basado en el ADN detecta al Au(III), un ion de oro que se origina de la disolución del oro metálico. Los sensores de mercurio y plata también detectan los iones disueltos del mercurio y la plata.

El sensor de Lai funciona midiendo la corriente eléctrica que pasa de un electrodo a una molécula rastreadora, metileno azul en este caso. En la ausencia de Au(III), la corriente observada es alta porque las sondas de oglioadenine son altamente flexibles y la transferencia del electrón entre el electrodo y la molécula rastreadora es eficiente.

Al colocar el Au(III) en la muestra, se ve dificultada la flexibilidad de la oligoadenine de ADN, resultando en una reducción grande en la corriente de la molécula rastradora. La medida del cambio en la corriente se utiliza para determinar la concentración de AU(III) en la muestra.

Para permitir que el sensor sea reutilizado varias veces, el Au(III) se retira más tarde del sensor. El enfoque de la investigación de Lai son los sensores de iones electroquímicos. Su investigación ha sido apoyada con subsidios de los Institutos Nacionales de Salud y la National Science Foundation.

Fuente

Científico crea un biosensor con rastros de ADN para detectar oro y otros metales preciados
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