La Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía financia un proyecto impulsado por investigadores de la Universidad de Cádiz (UCA) que ha desarrollado un dispositivo químico, de tamaño nanométrico, que identifica la presencia o ausencia de neurotransmisores implicados en el desarrollo de enfermedades degenerativas. Para ello, combina nanopartículas de oro sintetizadas a partir de extractos de hojas de pino, tecnología de ultrasonidos y un sensor electroquímico que detecta estas sustancias claves en el diagnóstico de patologías neurológicas.
En concreto, este sensor registra en muestras de suero sanguíneo los niveles de dopamina y serotonina, compuestos químicos que actúan como biomarcadores en enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson y algunos tipos de cáncer. Con un bajo consumo energético para su fabricación, funciona de manera similar a un glucómetro; es decir, mide los niveles de estos dos compuestos que actúan como mensajeros cerebrales y que, posteriormente, requiere la interpretación médica de un profesional sanitario.
Para desarrollar el nanosensor, los expertos han realizado en el laboratorio dos procesos paralelos aplicando principios de economía circular durante sus diferentes fases. Por un lado, han utilizado las acículas de pino, hojas puntiagudas de estos árboles conocidas comúnmente como pinochas.
La Junta de Andalucía financia el proyecto
A partir de ellas, los expertos han obtenido un extracto acuoso que se emplea, posteriormente, para sintetizar nanopartículas de oro, haciendo uso en ambos procesos de la tecnología de ultrasonidos de alta energía. Con dichas nanopartículas metálicas obtenidas de estos residuos vegetales, el sensor detecta, en muestras de suero humano, concentraciones de dopamina y serotonina.
El proceso de síntesis parte de la recolección de pinochas, que son lavadas, trituradas y tratadas con ultrasonidos para extraer sus compuestos. Estos permiten transformar una sal de oro soluble en oro metálico nanométrico altamente reactivo. Un cambio de color de amarillo a rojizo en la disolución confirma la formación de las nanopartículas. Posteriormente, estas partículas se integran en un electrodo Sonogel-Carbono que actúa como transductor. En contacto con muestras de suero humano, el sensor se activa y cuantifica con precisión las concentraciones de dopamina y serotonina.
Entre sus principales ventajas, destacan su alta sensibilidad —capaz de detectar concentraciones extremadamente bajas—, su bajo consumo energético (inferior al de una bombilla LED) y su reducido coste, estimado en torno a 15 céntimos de euro por dispositivo. Además, el sensor puede reutilizarse miles de veces mediante el pulido del electrodo y la reposición de las nanopartículas.
El equipo de investigación, perteneciente al grupo 'Instrumentación y Ciencias Ambientales' del Instituto de Investigación en Microscopía Electrónica y Materiales (IMEYMAT), trabaja ahora en la miniaturización del dispositivo. El objetivo es integrarlo en sistemas portátiles, como parches o cápsulas, que permitan realizar mediciones en tiempo real sin necesidad de extracción de sangre.
