Sensores fotocrómicos para aplicaciones biotecnológicas

Abstract

Los polioxometalatos (POMs) son materiales electrocrómicos descritos como clústeres aniónicos o fragmentos moleculares de óxidos metálicos capaces de aceptar electrones mediante procesos químicos o fotoquímicos, dando lugar a especies coloreadas de valencia mixta. Los organismos vivos y algunas biomoléculas pueden actuar como donantes de electrones frente a estos materiales, de modo que las propiedades cromáticas de los POMs pueden relacionarse directamente con una determinada actividad biológica o con la presencia de una biomolécula en una muestra. Esta propiedad los hace candidatos ideales para el diseño de sensores colorimétricos, que permitan detectar a simple vista la presencia de una biomolécula o especie química en un determinado tipo de muestra. Por tanto son de especial utilidad para ser usados como sensores en biomedicina, en agricultura, en química, etc. En este trabajo se ha desarrollado un sensor basado en POM para la detección hierro y se ha aplicado como prueba de concepto en dos escenarios diferentes, por un lado para la determinación de hierro en la proteína ferritina y por otro, en tierras, para posible aplicación en agricultura. La ferritina es la proteína encargada de almacenar hierro en todas las células. Su concentración en sangre correlaciona con anemia e inflamación hepática. En los análisis convencionales se mide la concentración de proteína pero no propiamente la cantidad de hierro que alberga. La falta de un método fácil para medir este hierro ferritínico es un reto actual que hemos pretendido abordar en este trabajo. Por otra parte, la falta de hierro en plantas conlleva un cambio de color en las hojas, una falta de desarrollo en las raíces y por consecuencia un atraso en el crecimiento de la planta. El hierro es necesario para el crecimiento de las plantas y por lo tanto, resulta de vital importancia obtener una forma sencilla y precisa que pueda cuantificar la cantidad de hierro en suelo para la optimización del cultivo. Proponemos por tanto un nuevo sensor que resulta más rápido y sencillo que los métodos actuales y que se basa en el cambio de color de un POM lo que permite cuantificar la cantidad de hierro en una muestra para posteriormente ejercer el tratamiento adecuado si fuese necesario.