Un grupo de investigación de KAIST presentó un sensor molecular con formato de microperlas para la detección rápida in situ de moléculas dañinas en fluidos biológicos o alimentos en colaboración con un grupo de investigación del Instituto de Ciencia de Materiales de Corea KIMS. Como se diseña el sensorpara concentrar selectivamente moléculas pequeñas cargadas y amplificar la señal Raman, no se requiere un pretratamiento de las muestras que requiera mucho tiempo.
Los espectros Raman se conocen comúnmente como huellas dactilares moleculares. Sin embargo, su baja intensidad ha restringido su uso en la detección molecular, especialmente para concentraciones bajas. Las señales Raman se pueden amplificar drásticamente al ubicar las moléculas en la superficie de nanoestructuras metálicas donde está el campo electromagnéticofuertemente localizada. Sin embargo, sigue siendo un desafío utilizar señales Raman para la detección de pequeñas moléculas disueltas en fluidos biológicos complejos. Las proteínas adhesivas se adsorben irreversiblemente en la superficie del metal, lo que impide el acceso de pequeñas moléculas diana a la superficie del metal. Por lo tanto,era un requisito previo purificar las muestras antes del análisis. Sin embargo, lleva mucho tiempo y es caro.
Un equipo conjunto del grupo del profesor Shin-Hyun Kim en KAIST y el grupo del Dr. Dong-Ho Kim en KIMS ha abordado el problema encapsulando aglomerados de nanopartículas de oro utilizando un hidrogel. El hidrogel tiene estructuras de red tridimensionales para que las moléculas más pequeñasque la malla son selectivamente permeables. Por lo tanto, el hidrogel puede excluir proteínas relativamente grandes, al tiempo que permite la infusión de moléculas pequeñas. Por lo tanto, la superficie de las nanopartículas de oro permanece intacta contra las proteínas, que acomodan las moléculas pequeñas. En particular, el hidrogel cargado permite laconcentración de moléculas pequeñas con carga opuesta. Es decir, los materiales realizan la purificación de forma autónoma, lo que elimina la necesidad de un pretratamiento que requiere mucho tiempo. Como resultado, la señal Raman de moléculas pequeñas puede amplificarse selectivamente en ausencia de proteínas adhesivas.
Usando los sensores moleculares, el equipo de investigación demostró la detección directa de fipronil sulfona disuelta en un huevo sin pretratamiento de la muestra. Recientemente, los huevos contaminados con insecticida se han extendido en Europa, Corea del Sur y otros países, amenazando la salud y causando caos social.El fipronil es uno de los insecticidas más comúnmente utilizados por la medicina veterinaria para combatir las fugas. El? Pronil se absorbe a través de la piel del pollo, a partir del cual se acumula un metabolito,? Pronil sulfona, en los huevos. Como el? Pronil sulfona lleva cargas negativas parciales, se puede concentrar usando microgeles cargados positivamente mientras se excluyen las proteínas adhesivas en los huevos, como la ovoalbúmina, la ovoglobulina y el ovomucoide. Por lo tanto, el espectro Raman de fipronil sulfona se puede medir directamente. El límite de detección directa de fipronil sulfona disuelto en unhuevo se midió a 0.05 ppm.
El profesor Kim dijo: "Los sensores moleculares pueden usarse no solo para la detección directa de moléculas dañinas en los alimentos, sino también para medicamentos residuales o biomarcadores en sangre u orina". El Dr. Dong-Ho Kim dijo: "Será posiblepara ahorrar tiempo y costes, ya que no se requiere tratamiento de muestras ".
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Materiales proporcionado por Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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