Los científicos crean geles luminiscentes con multitud de aplicaciones, desde la falsificación hasta la biodetección
Científicos del Trinity College de Dublín se han inspirado en la naturaleza para crear geles luminiscentes y autorreparables con una serie de aplicaciones potenciales que van desde la falsificación de billetes hasta la biosensación y la obtención de imágenes de última generación.
Imagen simbólica
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Lo más importante es que los científicos han podido introducir guanosina (una molécula que desempeña muchas funciones metabólicas importantes en nuestras células) en estos geles y añadir otras moléculas que pueden hacer cosas interesantes desde el punto de vista de los materiales y las ciencias biológicas. Una de estas adiciones a estos geles es la de los iones lantánidos, que poseen propiedades únicas como la luminiscencia, el magnetismo y la capacidad de acelerar reacciones específicas. El estudio se ha publicado en la reciente edición de la revista Cell Press Chem.
Los geles de guanosina presentan quiralidad (helicidad zurda en este caso) y los científicos se centraron en transferir esa característica a los elementos lantánidos de los geles una vez añadidos esos iones.
Aunque pueda parecer un simple paso más en la receta química, es un salto que abre las puertas a multitud de nuevas aplicaciones, ya que significa que estos geles pueden señalar con precisión las distintas intensidades de lo que están diseñados para detectar.
Desde el punto de vista médico, esto podría significar la detección precisa de la presencia -y la cantidad- de un biomarcador de interés, por ejemplo. Pero las posibilidades son tan abundantes que el equipo debe tomarse su tiempo para evaluar en qué dirección llevar su investigación.
Oxana Kotova, investigadora de la Facultad de Química de Trinity y de AMBER, el Centro de Investigación de Materiales Avanzados y Bioingeniería del SFI, es la primera autora del estudio publicado.
La Dra. Kotova, que trabaja en la Facultad de Química, situada en el Instituto de Ciencias Biomédicas de Trinity (TBSI), declaró: "Nos interesa desarrollar hidrogeles supramoleculares como éste, ya que abren muchas puertas a nuevas aplicaciones en diversos campos, desde la biología hasta las ciencias de los materiales. Al transferir la quiralidad a los elementos de lantánidos de este gel, hemos podido modificar la respuesta de luminiscencia quiral de este último, lo que puede ayudar a la futura comprensión de las funciones biológicas de los lantánidos recientemente descubiertas, así como al desarrollo de sensores y agentes de imagen de futura generación. Nos parece fascinante que estas opciones surjan de un nuevo material que a su vez fue creado inspirándose en la biología".
Thorfinnur Gunnlaugsson, catedrático de química de la Facultad de Química de Trinity y de AMBER, con sede en el TBSI, es el autor principal del artículo de investigación. Añadió: "La idea que tuvo Oxana aquí fue utilizar bloques de construcción de ADN bioinspirados para generar un material blando luminiscente que no sólo es emisivo bajo la irradiación de luz, sino que también se autocura, lo que en sí mismo puede dar lugar a diversas aplicaciones, como en la impresión de tinta receptiva. Además, el material presentado en este artículo de Chem, da lugar a la emisión con base quiral tras la irradiación de luz visible. Esto significa que utilizando una técnica llamada luminiscencia polarizada circular (CPL), podemos observar la emisión "a la derecha o a la izquierda" (por ejemplo, la polarizada) del material. El uso de esta técnica espectroscópica se está haciendo evidente rápidamente y su uso en la investigación química y biológica está encontrando su nicho. Esto tiene importantes consecuencias para las posibles aplicaciones de los materiales blandos basados en lantánidos, como la monitorización de procesos biológicos, la obtención de imágenes celulares en vivo y la administración de fármacos, por nombrar sólo algunas. La técnica CPL es también un medio importante para desarrollar tintas "sensibles" a la falsificación para su uso en la impresión de billetes de banco, etiquetas, etc. Por lo tanto, las oportunidades aquí son enormes para futuros desarrollos, y estamos entusiasmados de formar parte de este importante hallazgo, que sólo ha sido posible gracias a la unión de grupos de investigación líderes con gran experiencia".
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Publicación original
Oxana Kotova et al.; Lanthanide luminescence from supramolecular hydrogels consisting of bio-conjugated picolinic-acid-based guanosine quadruplexes; Chem; 2022
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