BIOMOLÉCULAS, GRAFENO Y SUPERCOMPUTADORES: TRES INGREDIENTES PARA LOS BIOSENSORES DEL FUTURO

En esta entrada se abordará el tema del desarrollo de nuevos y prácticos biosensores, gracias a la combinación de tras componentes principales: grafeno, biomoléculas y supercomputadores.

La nanotecnología sirve de punto de unión entre distintas disciplinas de la ciencia. Ello ha favorecido el desarrollo de descubrimientos que han sido de utilidad en múltiples sectores, entre ellos: medioambiente, salud, transporte, etc.

El punto fuerte de la nanotecnología se encuentra actualmente en el campo de los sensores, concretamente los biosensores, los cuales son dispositivos capaces de detectar y cuantificar la presencia de una sustancia biológica. Éstos, están teniendo un impacto directo en el futuro médico, medioambiental y de la alimentación.

El uso médico de los biosensores implica la miniaturización de los mismos, que permitirá su implantación en el organismo. Dicha implantación conlleva, además, un estudio de la biocompatibilidad y bioactividad del biosensor en el organismo en cuestión. De esta manera, se vislumbra la posibilidad de diseñar biosensores capaces tanto de diagnosticar como de curar enfermedades de forma específica (por ejemplo un cáncer), sin causar daños a órganos o tejidos sanos.

Al hablar de biosensores, es obligatorio resaltar tres componentes principales:

1.- Las biomoléculas.
2.- Los supercomputadores necesarios para el tratamiento de datos.
3.- El grafeno, como material soporte para el biosensor.

El estudio al cual os acercamos, trató con dos biomoléculas en cuestión: la inmunoglobulina G (IgG) y la albúmina del suero humano (HSA), y como superficie soporte, se centró en el grafeno, aunque también están siendo muy utilizados los nanotubos de carbono.

Tanto la adsorción como la interacción de estas biomoléculas (IgG y HSA) con la superficie de grafeno se está estudiando mediante Microscopía de Fuerza Atómica (AFM). Aunque para comprenderla del todo es necesario un sistema de simulación basado en códigos muy complejos, como el código AMBER.

Como hemos dicho, el grafeno nos servirá como material de soporte. No es ningún secreto el gran número de aplicaciones que está desarrollando desde su descubrimiento. Y lejos de limitarse a este campo, el grafeno tiene presencia en el desarrollo e innovación de: procesadores de gran frecuencia, cables de alta velocidad, super baterías, audífonos, pinturas fotocatalíticas, cámaras fotográficas, y uno de los más sorprendentes a simple vista, las pantallas táctiles flexibles:

"¿Realidad o ficción?"

Volviendo al tema central, la simulación antes nombrada requiere distintas etapas: acercamiento, estabilización y separación de la biomolécula en la superficie del grafeno.

La transducción de la señal obtenida por el biosensor ha de ser tratada por un supercomputador, debido a la complejidad del sistema en estudio, ya que se trata de un sistema multiatómico y se encuentra en continua evolución.

al final del estudio de las dos biomoléculas, se comprobó que el grafeno no modifica ni funcional ni estructuralmente a ninguna de las dos proteínas, pero sólo mantiene anclada y activa a la IgG.

En base a estos resultados se puede afirmar que el desarrollo de un nuevo biosensor basado en grafeno podría desembocar en el nacimiento de una nueva y eficaz herramienta de diagnóstico.

Referencia: http://www.elmundo.es/elmundo/2013/10/18/nanotecnologia/1382085449.html , y publicado por Pedro A. Serena, investigador del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (Cantoblanco).

Autores: Luis Vega Castillo y Jesús Francisco Soldán Rubio.