Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de un dispositivo de ensayo de flujo lateral basado en nanotriángulos de oro y aptámero-horquilla para la detección de CEA por métodos ópticos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-16) Licuona Puma, Mary Carmen; Hernández García, YulánEl cáncer es una enfermedad mortal que, según la Organización Mundial de la Salud (OMS), se considera la segunda causa de muerte en el mundo. Se recomienda enfocarse en la detección temprana y el tratamiento para reducir la mortalidad por cáncer. Por lo tanto, es crucial explorar nuevas tecnologías basadas en marcadores tumorales que puedan implementarse en pruebas de detección temprana para el diagnóstico de la enfermedad. Uno de estos biomarcadores tumorales de proteínas es el antígeno carcinoembrionario (CEA), una glicoproteína cuya concentración es un signo bien establecido de cáncer colorrectal, entre otros, y de metástasis. Los métodos convencionales para la detección de CEA son los inmunoensayos. Los inmunoensayos, basados en el uso de anticuerpos, son fundamentales en ensayos clínicos no invasivos. Entre ellos, destaca el ensayo de flujo lateral (LFA), que utiliza una membrana de nitrocelulosa con anticuerpos específicos para el análisis de muestras. Aunque son económicos y eficaces, los inmunoensayos tienen limitaciones, como la sensibilidad de los anticuerpos a cambios de pH y temperatura. Los aptámeros, oligonucleótidos selectivos, al ser más estables y económicos, han surgido como alternativa para detectar antígenos, ofreciendo mayor versatilidad y menor costo. Entre ellos, por aptámeros horquilla destacan por su cambio conformacional al entrar en contacto con el antígeno, siendo una opción prometedora para el reconocimiento molecular. En este trabajo se desarrolló un nanoaptasensor basado en nanotriángulos de oro (AuNTs) con un λmax de 785 nm, los cuales fueron modificados con un aptámerohorquilla selectivo para CEA. Se estudió el pretratamiento del aptámero previo a la funcionalización, y se estabilizó el nanoaptasensor utilizando distintos agentes de relleno, como 2’-deoxiadenosin-5’-trifosfato disódico (dATP), el ácido 3-mercaptopropiónico (MPA) y cadenas de polietilenglicol tiolado con dos grupos funcionales diferentes (HS-PEG(7)-OMe y HS-PEG(8)-COOH). En los ensayos preliminares de detección de CEA en solución (0, 5 y 10 μg/mL), se evaluaron los nanoaptasensores preparados. Posteriormente, se llevó a cabo la optimización de las tiras de flujo lateral utilizando nanotriángulos con un λmax de 1100 nm. Se consideraron parámetros como el pretratamiento de la almohadilla de conjugado, el medio del nanoaptasensor, el running buffer y el tipo de nitrocelulosa. Después de la optimización, se evaluó el desempeño del nanoaptasensor basado en los AuNTs con una λmax de 785 nm, modificados con el aptámero-horquilla y dATP, el cual mostró los mejores resultados en los ensayos preliminares en solución. La detección de CEA se probó con distintas concentraciones del biomarcador (0,18, 45, 90, 180 y 1800 ng/mL) mediante la técnica LFA. Además, se estudiaron los ensayos LFA mediante colorimetría y SERS. Los resultados indicaron que el nanoaptasensor permitió discernir concentraciones de CEA en el rango de 90 ng/mL mediante colorimetría, y concentraciones de hasta 4.5 ng/mL por SERS.Ítem Texto completo enlazado Biosensores nanoplasmónicos para la detección de micotoxinas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-10-10) Fabián Salinas, Andrés Benjamín; Galarreta Asian, Betty CristinaLas 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.Ítem Texto completo enlazado 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 CristinaLa 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.Ítem Texto completo enlazado Revisión de métodos de detección del antígeno carcinoembrionario utilizando nanosensores(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-02-15) Farfan Benito, Johan Alexander; Hernández García, YulánEl antígeno carcinoembrionario (CEA) es un biomarcador tumoral cuya detección cumple un rol importante en el diagnóstico y monitoreo del tratamiento de algunos tipos de cáncer. Sin embargo, aún existe un amplio campo de desarrollo para mejorar la sensibilidad y especificidad de los ensayos actualmente utilizados en clínica para su detección. En ese sentido, la incorporación de los nanomateriales en el diseño de biosensores se presenta como una alternativa reciente para la obtención de mejores resultados en la detección de este biomarcador que pueden llevar al diagnóstico precoz de algunos tipos de cáncer. En este trabajo de investigación, se estudian los diferentes aspectos a tener en cuenta en el desarrollo de biosensores basados en nanomateriales para la detección de CEA. En primer lugar, se describen en detalle tres de los nanomateriales más utilizados, puntos cuánticos, nanopartículas magnéticas y nanopartículas de metales nobles, así como sus propiedades únicas y cómo éstas se pueden aprovechar en el diseño de biosensores. En segundo lugar, se presentan los dos tipos de bioreceptores más empleados, anticuerpos y aptámeros, los cuales permiten la captura selectiva del analito para su posterior detección, y las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. En tercer lugar, se presentan las estrategias de conjugación para funcionalizar el nanomaterial con el bioreceptor y las situaciones en las que se emplea cada una de ellas. Finalmente, se describe cómo todos estos aspectos se han integrado en el diseño de varios tipos de biosensores del biomarcador CEA empleando técnicas analíticas diversas como la espectrometría de masas, la detección eléctrica y la detección óptica. Se discuten las ventajas y desventajas de estos métodos, y las tendencias futuras en este campo con el objetivo final de aplicar estos sensores en clínicas y hospitales para mejorar la calidad de vida del paciente.