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Un equipo de investigadores de la Universidad de Burgos ha analizado una nueva familia de sondas capaces de desarrollar fluorescencia en presencia de ciertos analitos. Los resultados pueden ayudar a realizar un mejor seguimiento de sustancias farmacológicas o detectar contamiantes en las aguas o los peces.
Los sensores químicos moleculares, fluorogénicos y cromogénicos han adquirido una gran importancia en el mundo científico. La aplicación de estos sistemas se basa en el desarrollo de sistemas de detección de especies químicas de interés mediante simples cambios de color o emisión fluorescente.
Ahora, un grupo de trabajo de la Universidad de Burgos ha analizado una nueva familia de sondas fluorogénicas capaces de desarrollar fluorescencia en presencia de ciertos analitos. Estas investigaciones tienen una vertiente aplicada, ya que sus resultados pueden ser aplicados en la presencia de contaminantes en aguas o peces o en el campo de la Farmacología.
El investigador del Departamento de Química Daniel Moreno Mediavilla ha estudiado una serie de sistemas capaces de realizar una detección selectiva de analitos seleccionados entre miembros de series análogas de biomoléculas, y también sondas colorimétricas capaces de actuar en la detección de especies para las que no existen en la actualidad quimiosensores específicos y actúan como contaminantes medioambientales.
El trabajo ha configurado su tesis doctoral, de reciente defensa, titulada Nuevas sondas cromo-fluorogénicas a partir de derivados organopaladio y compuestos indénicos, dirigida por el profesor Tomás Torroba.
Según Daniel Moreno, estos compuestos "generan cambios (bien en el color, bien en la fluorescencia) en presencia de ciertos metabolitos", afirmó a DiCYT. Un caso estudiado es el paladio, elemento que se puede emplear para detectar concentraciones de mercurio en medios acuosos o en el organismo de especies de peces como los salmones.
El mercurio es una substancia contaminante. Otros tipos de compuestos fluorescentes estudiados son sintéticos, producidos en el propio laboratorio del Departamento de Química. En este caso, algunos pueden llegar a ser empleados como sensores en medicamentos con principios activos como los fármacos antiepilépticos.
Incorporar cambios de color
El trabajo de investigación se inició, por parte del grupo de Tomás Torroba, estudiando las posibilidad de que "estas estructuras pudieran incorporar cambios de color", pero luego evolucionaron hacia los compuestos fluorescentes y el estudio de sus propiedades. De una selección de estos compuestos fluorescentes previos, la investigación se centró en la búsqueda de sensores para posibles aplicaciones.
Esta actividad incluyó tanto ensayos analíticos como medidas fisicoquímicas de cinética e interacción. "Muchos de los resultados han sido publicados en revistas científicas de Química multidisciplinar y Química orgánica de alto impacto", resalta Daniel Moreno, como Chemical Communications y Organic Letters.
En el caso del desarrollo de substancias de síntesis de estructura fluorogénica, "es necesaria una unidad receptora" que actúa en la unión con el analito que se quiere estudiar. Esta unión genera "una modificación del elemento receptor", esto es, la sonda, explica Moreno. Normalmente, "estas unidades señalizadores son compuestos fluorescentes que están en el mercado", pero adquirirlas resulta caro, por lo que la Universidad de Burgos ha optado por desarrollar sus propias substancias sintéticas.
Esta opción permite, además, un mayor conocimiento de las propiedades de la fluorescencia. La síntesis de estos compuestos abre, por otra parte, una vía a la patente, aunque los resultados ya publicados en revistas científicas han dejado de ser patentables.
Para la síntesis de estos compuestos se han empleado tecnologías "sencillas", explica Daniel Moreno: reacciones de cuatro pasos en condiciones simples, esto es, sin uso de atmósferas inertes o de nitrógeno. Para la caracterización y el posterior estudio se eligieron series de analitos para comprobar las propiedades de la fluorescencia de los compuestos. Los científicos, por ejemplo, estudiaron si un aminoácido de un determinado fármaco antiepiléptico cambiaba y con compuesto lo hacían. Así se lograba una mejor monitorización de los compuestos del propio medicamento.
El grupo de investigación pretende continuar la línea hacia otros grupos fluorescentes con comportamientos diferentes a los estudiados hasta ahora (con otro color en la fluorescencia, por ejemplo) que pueden ser compatibles con los caracterizados o cuya combinación puede aumentar la capacidad de seguimiento que ofrecen estos compuestos. "Si se tiene una estructura con un punto de anclaje será menos fiable que con dos o tres analitos fijados", resume Daniel Moreno.
Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC) y otros centros internacionales han logrado fabricar este silicato cristalino con poros extra grandes mediante la expansión y conexión de cadenas de sílice. Este material tiene aplicaciones en procesos de descontaminación y catalíticos.
A esta química canaria suelen presentarla como "la regeneradora de huesos" porque es una apasionada especialista en materiales cerámicos con aplicaciones potenciales en biomedicina. Estudió en la Universidad Complutense de Madrid y allí sigue desempeñándose como profesora emérita. En esta entrevista explica cómo pasó de los superconductores y de trabajar con físicos a colaborar con médicos.
