Gotas de cristal líquido fotocontroladas y ajuste de solución para detección de proteínas subnanomolar

Área de la Ciencia:

• Interacciones Biomoleculares
• Ciencia de Materiales
• Tecnologías de Biosensores

Sus antecedentes:

• Los cristales líquidos (LC) son cruciales para la biosensalización, pero su interacción con las proteínas es limitada.
• La naturaleza oleofílica del 5CB (5-pentil-4'-bifenilcarbonitrilo) dificulta la interacción directa con proteínas hidrofílicas, lo que obstaculiza sus capacidades de detección.

Objetivo del estudio:

• Ingeniería de la interfaz 5CB-acuosa para mejorar la interacción de proteínas y la detección ultrasensible.
• Comprensión del papel de los subproductos de la fotoirradiación en la modulación de las propiedades de la interfaz LC-acuosa.

Principales métodos:

• Irradiación UV controlada de 5CB para formar subproductos anfífilos como el carboxilato de 4-ciano-4'-bifenilo (CBA).
• Se utilizó microfluídica para crear gotas de microemulsión de UV-5CB y observar los cambios en la configuración de los defectos.
• Se utilizó calorimetría diferencial de barrido y dispersión de rayos X en ángulo pequeño para analizar el empaquetamiento molecular de los LC.

Principales resultados:

• La irradiación UV de 5CB genera CBA, que se adsorbe en la interfaz, impartiendo carga negativa y alterando las estructuras de defectos de las gotas.
• La unión de proteínas (mioglobina) induce una transición de la configuración de defecto radial a bipolar a través de interacciones electrostáticas con CBA.
• La irradiación UV óptima es fundamental; la exposición excesiva altera el orden de los LC y reduce la sensibilidad.
• El ajuste de la concentración del tampón y la reducción de la densidad de gotas lograron una detección ultrasensible de proteínas (∼0,95 nM).

Conclusiones:

• La fotoirradiación controlada de 5CB puede diseñar interfaces LC-acuosas para la detección ultrasensible de proteínas.
• El estudio proporciona información fundamental sobre las interacciones LC-proteínas y la modulación interfacial.
• Este enfoque avanza significativamente las plataformas de biosenalización basadas en LC, allanando el camino para la detección específica de proteínas.