Desarrollar un biosensor colorimétrico y amperometrico con nanofibras para la determinación de glucosa en saliva

Coordinador Dr. Eduardo San Martin Martinez Laboratorio de Biomateriales CICATA Unidad Legaria - IPN Dr. Herón Molina Lozano CIC IPN Dr. José Abraham Balderas López UPIBI‐IPN Jazmín García Machorro. ESCUELA SUPERIOR DE MEDICINA IPN

Descripción

De acuerdo con la Federación Internacional de la Diabetes, en 2015; uno de cada 11 adultos tenia diabetes, uno de cada dos adultos con diabetes no estaba diagnosticado, uno de cada siete nacimientos se veía afectado por la diabetes gestacional, 542.000 niños tenían diabetes tipo 1. Las predicciones apuntan que para 2040, 642 millones de adultos tendrán diabetes (FID, 2015). En México, el panorama es aún peor ya que una de cada 14 muertes es provocada por esa enfermedad; entre los 45 y 64 años de edad es la primera causa de defunción y su incidencia oscila entre 10 y 15 por ciento de la población adulta, poco más del doble del promedio de los países de la OCDE. En total, 98 mil 521 personas murieron por este mal, lo que provocó que el Gobierno Federal emitiera por primera vez una declaratoria de emergencia epidemiológica para una enfermedad no infecciosa (INEGI, 2015). Entre los factores que pueden mejorar para prevenir el desarrollo de complicaciones por diabetes, se encuentra el diagnóstico oportuno y un adecuado seguimiento de las condiciones de salud del paciente. El gran avance que ha tenido la tecnología permite que hoy en día los celulares inteligentes sean una base para el monitoreo constante, el análisis y la toma de decisiones por parte del médico. Por lo que por medio de biosensores conectados a los teléfonos inteligentes se puede permitir el monitoreo remoto y la colección de datos relacionados con enfermedades crónicas, lo que favorece un adecuado control de la enfermedad. Por lo que a través de la nanotecnología aplicada al desarrollo de un biosensor de glucosa no invasivo, evaluado a través de la saliva podrían permitir reducir los costos asociados a la diabetes y sus complicaciones, como parte de un programa de prevención, diagnóstico y el adecuado manejo de la enfermedad.

Objetivos

Desarrollar un biosensor colorimétrico y amperométrico con nanofibras para la determinación de glucosa en saliva Desarrollar un biosensor a través de electrohilado, formando películas delgadas con nanofibras de quitosano e inmovilizando la GOx/POD. 2. Seleccionar el pH, concentración de los biomateriales, compuestos cromóforos, voltaje, distancia, velocidad de flujo para la formación de nanofibras de quitosano con GOx/POD inmovilizado. 3. Desarrollar un biosensor de película delgada, de grafeno/AuNPs/GOx/quitosano incorporando la enzima glucosa oxidasa (GOx). 4. Estudiar la concentración y estabilidad del cromóforo adicionado al biosensor de grafeno, que cambiara de color con el cambio de pH por la formación de ácido glucónico. 5. Realizar pruebas in vitro e in vivo con el biosensor amperométrico de nanofibras de quitosano/GOx/cromóforo y grafeno/AuNPs/GOx/quitosano/ cromóforo sobre su eficacia en la determinación de glucosa en saliva (SGL) y confirmar el resultado con análisis en sangre (BGL). 6. Realizar pruebas in vitro con el biosensor colorimétrico de nanofibras con GOX/POD inmovilizadas sobre su eficacia en la determinación de glucosa en saliva (SGL) y confirmar el resultado con análisis en sangre (BGL). 7. Desarrollar un dispositivo simple, acoplado a la cámara de los celulares para tomar imágenes de los biosensores que eviten distorsiones por deficiencias en iluminación. 8. Realizar el análisis de imágenes y correlacionar los cambios de color de RGB de los biosensores al patrón de CIELAB (L a b), con los niveles de glucosa obtenidos de la evaluación. 9. Evaluar con el biosensor amperométrico, la sensibilidad y reproducibilidad en la determinación de glucosa en la saliva y comparar con los resultados en sangre del mismo paciente 10. Evaluar con el biosensor colorimétrico, la sensibilidad y reproducibilidad en la determinación de glucosa en la saliva y comparar con los resultados en sangre del mismo paciente 11. Realizar estudios de escalamiento de los biosensores para su elaboración a escala comercial 12. Realizar un estudio de factibilidad económica de los biosensores no invasivos en la determinación de glucosa en la saliva comparado con los convencionales en sangre.

Avances

El desarrollo del biosensor no invasivo de glucosa en la saliva tiene un avance de un 50%