Los avances en el campo de los sensores químicos están impulsados por las demandas de la sociedad y son posibles gracias a la colaboración de investigadores de áreas muy diferentes (química, biología, biotecnología, fotónica, ciencia de los materiales, ingeniería…). La base para el desarrollo de quimiosensores ópticos y bioensayos que garanticen la seguridad alimentaria y la salud de los ciudadanos, tales como los destinados al análisis de micotoxinas y un biomarcador de cáncer propuestos en este proyecto, es la misma: la selección del elemento de reconocimiento más exquisito y la optimización de un mecanismo de transducción de señales que permita superar las limitaciones de los dispositivos disponibles hasta la fecha, en términos de sensibilidad, selectividad, tiempo de respuesta y coste, para la detección de la especie objetivo. En los últimos años se han logrado avances significativos en la búsqueda de nuevos elementos de reconocimiento bio(miméticos) destinados a evitar el uso de animales de experimentación con fines bioanalíticos o de diagnóstico, así como a ampliar el ámbito de aplicación de los optosensores químicos.
En este proyecto proponemos la utilización de polímeros de impronta molecular y la aplicación de técnicas de desplegado en fagos para la selección de anticuerpos recombinantes y mimopeptidos para su aplicación en la detección de micotoxinas en alimentos y un biomarcador clínico. Para ello, combinaremos esos elementos con nanomateriales funcionales mejorados (e.g. nanopartículas fluorescentes de conversión ascendente, molecular organic frameworks catalíticos o «nanozimas» y nanopartículas luminiscentes núcleorecubrimiento), proteínas (bio)luminiscentes y técnicas de transducción fotoquímica para el desarrollo de sensores y ensayos ópticos bio(miméticos). Estos elementos se aplicarán a la determinación de. a) micotoxinas emergentes (ácido ciclopiazónico, alternariol, ácido micofenólico), o legisladas (zearalenona) en muestras de alimentos y, (b) la proteína del receptor de tirosina fosfatasa tipo N (PTPRN) en suero y plasma. Esta última ha sido identificada como un posible marcador de diagnóstico para discriminar a los pacientes con diabetes de tipo 2 más cáncer de colon, de los que sólo sufren diabetes de tipo 2.
Los elementos ópticos (luminiscentes, colorimétricos) quimiosensibles se dispondrán en varias configuraciones (e.g. micromatrices de sensores en discos compactos (CDs), ensayos de flujo lateral en tiras de papel o nanopartículas) para la detección rápida, sensible y selectiva de las dianas de interés. Desarrollaremos bioensayos fáciles de usar para responder a los retos que plantea el análisis de las especies de interés. El desarrollo de los sensores ópticos bio(miméticos) y los ensayos propuestos implicará:
- El diseño y la preparación de los nuevos elementos de reconocimiento biomimético en formatos a medida (nanogeles, materiales compuestos);
- La explotación de la técnica del despliegue en fagos (phage display) para sintetizar mimopéptidos y anticuerpos recombinantes que mejoren la fabricación clásica de biosensores;
- La aplicación inteligente de procesos fotoquímicos y de la transducción por oxígeno molecular singlete generado por fotosensibilización, para aumentar la detectabilidad, sensibilidad y selectividad analíticas;
El avance de nuevas plataformas sensoriales que simplifiquen y permitan una determinación asequible de los analitos seleccionados en las muestras de interés
