Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Biosensores nanoplasmónicos para la detección de micotoxinas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-10-10) Fabián Salinas, Andrés Benjamín; Galarreta Asian, Betty Cristina
    Las micotoxinas son metabolitos secundarios de los hongos cuya detección tiene un rol sustancial en la seguridad de los productos alimentarios. Sin embargo, los métodos convencionales de detección de micotoxinas requieren de instrumentos especializados, laboratorios costosos y personal altamente capacitado. Esto reduce la accesibilidad de estos métodos para los usuarios finales, que son los agricultores, los productores y los exportadores. Así, el desarrollo de biosensores altamente sensibles, selectivos, reutilizables y capaces de detectar múltiples micotoxinas representa una alternativa novedosa frente a los métodos convencionales. En este trabajo de investigación, se hace un enfoque especial en los biosensores a nanoescala aplicados a la detección de micotoxinas. Se hace énfasis en los agentes de reconocimiento más usados en la detección de los analitos de interés y en el uso de transductores ópticos basados en metales nobles a nanoescala. Dentro de este grupo de biosensores, los anticuerpos y aptámeros son los agentes de reconocimiento más usados; mientras que, por el lado de la transducción, este trabajo se enfoca en los sensores nanoplasmónicos por ser una alternativa óptica novedosa que permite obtener niveles de detección similares o mejores a los métodos convencionales, sin perder accesibilidad, y que se encuentra en constante desarrollo. Finalmente, se presentan los tres principales tipos de sensores nanoplasmónicos reportados en los últimos años, los cuales aprovechan las extraordinarias propiedades ópticas de los nanomateriales de metales nobles como la resonancia del plasmón superficial, la resonancia de plasmones superficiales localizados y la amplificación del campo eléctrico que da pie a la espectroscopía Raman amplificada en superficie. Además, se discuten las ventajas y desventajas de estos sensores nanoplasmónicos con el fin de desarrollar nuevos biosensores que puedan ser aplicados en la detección de micotoxinas a bajas concentraciones.
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    Desarrollo de un sistema de detección de ocratoxina a basado en nanosensores aptaméricos en microplacas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-10) Saldaña Ramos, Angeline Stefany; Galarreta Asian, Betty Cristina
    La ocratoxina A (OTA) es una micotoxina producida por algunas variedades de hongos capaces de contaminar productos agroindustriales como granos, cereales, hortalizas y especias. Este metabolito es altamente tóxico y su ingestión trae consigo efectos adversos, representando una gran amenaza para animales y humanos. Las autoridades internacionales han establecido límites máximos permitidos para el consumo de esta micotoxina, y por esta razón es importante contar con métodos de detección rápidos, efectivos y aplicables al control de calidad en la industria de alimentos. Entre las técnicas tradicionales de detección de micotoxinas se encuentran los métodos basados en cromatografía líquida acoplada a detectores de masas en tándem (LCMS/ MS); sin embargo, son métodos costosos y poco accesibles. Por otro lado, existen métodos basados en inmunoensayos (ELISA) pero no son muy robustos y cuentan con tiempos de vida cortos. Una de las alternativas en el desarrollo de nuevos métodos de detección es el uso de sensores basados en nanoestructuras de metales nobles, las cuales cuentan con excelentes propiedades ópticas debido a la resonancia del plasmón superficial localizado (LSPR). Además, la gran área superficial que presentan estos materiales permite modificarlas químicamente en la superficie con un gran número de moléculas, p.ej. con aptámeros que actúen como agentes de reconocimiento selectivo a analitos de interés. En este trabajo se realizó un procedimiento de modificación de microplacas NUNC® Immobilizer Amino con oligonucleótidos como un aptámero selectivo a OTA y la hebra complementaria a dicho aptámero, a fin de desarrollar un sistema alternativo de detección de OTA, basado en el análisis colorimétrico con nanosensores aptaméricos. El procedimiento también contempló la síntesis de nanoesferas de oro (AuNEs), seguido por la modificación superficial con oligonucleótidos tiolados y su caracterización por espectroscopía UV-Vis y microscopía electrónica. Posteriormente, se evaluaron diferentes parámetros en la optimización del proceso de modificación de microplacas, así como en la hibridación entre los oligonucléotidos presentes en la microplaca y los acoplados a las AuNEs. Con las condiciones óptimas encontradas se realizaron pruebas de concepto para detectar la presencia o ausencia de OTA en solución. El diseño de este método pretende ser la base para la elaboración de un kit que potencialmente facilite el análisis rutinario de control de calidad de alimentos, de manera que se pueda contar rápido y económico en la detección de micotoxinas en alimentos.