Ensamblajes supramoleculares de conversión de fotones de proteínas naturales para el biosensing sin fondo

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• Nanotecnología
• Química analítica

Sus antecedentes:

• El diagnóstico de biomarcadores de enfermedades es vital para el manejo del cáncer, pero se ve desafiado por las propiedades biológicas complejas de las muestras.
• Los materiales de conversión ascendente de fotones existentes se enfrentan a limitaciones en cuanto a biocompatibilidad, estabilidad y rendimiento para aplicaciones de biosensores.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos conjuntos supramoleculares de conversión ascendente de fotones (PUSA) con propiedades mejoradas para la biosensorización.
• Crear una nanosonda basada en PUSA para la detección sensible y específica de la sarcosina urinaria, un biomarcador para el carcinoma prostático (PCa).

Principales métodos:

• El autoensamblaje de las proteínas naturales y la conversión ascendente de aniquilación de tripletes (TTA-UC) para formar nanopartículas PUSA.
• Caracterización de las propiedades de PUSA, incluidos el tamaño, la tolerancia al oxígeno, la biocompatibilidad y la estabilidad en el almacenamiento.
• Integración de PUSA con la sarcosina oxidasa para el desarrollo de una nanosonda excitable al infrarrojo cercano (NIR) para la detección de sarcosina urinaria.

Principales resultados:

• Las nanopartículas PUSA fabricadas (∼44,1 nm) con una excelente tolerancia al oxígeno, biocompatibilidad y estabilidad de liofilización.
• Se ha demostrado que el obstáculo estérico en PUSA mejora la dispersibilidad del agua y el rendimiento de la conversión al alza.
• Desarrolló una nanosonda PUSA excitable por NIR capaz de detectar y cuantificar la sarcosina urinaria sin fondo, lo que permite la identificación visual de muestras de PCa.

Conclusiones:

• El PUSA desarrollado representa un avance significativo en los materiales de conversión ascendente de fotones, que ofrecen propiedades superiores para el biosensing.
• La nanosonda basada en PUSA facilita la detección no invasiva, sensible y visual de los biomarcadores de PCa, con potencial para mejorar el diagnóstico clínico.
• Este trabajo abre nuevas vías para la upconversion biosensing en el diagnóstico y monitoreo de enfermedades.