06/08/2020

Diseñan una nanosuperficie que permite extraer «el mapa químico y molecular» de una huella dactilar

Permite detectar los compuestos con los que la persona ha estado en contacto previamente sin ningún tratamiento posterior a la muestra. Se puede aplicar tanto al control de drogas como en la industria cosmética o farmacéutica, en análisis forenses, o en investigación clínica

Mapa molecular de una ceramida, un tipo de lípido natural de la piel que también se añade a cremas hidratantes. Sobre la huella dactilar pueden verse los poros del sudor de la piel. Se observa mejor la distribución de la ceramida en la parte inferior ya que la superficie estaba funcionalizada para detectar lípidos.

Una nueva superficie de silicio formada por pilares de tamaño nanométrico y que están cubiertos por una capa de partículas de varios nanómetros de oro. Esta nanosuperficie es la que han creado en el grupo de investigación Laboratorio Interdisciplinario de Metabolómica de la URV, del Departamento de Ingeniería Electrónica, que forma parte también de la Plataforma Metabolómica de la Universidad y del CIBERDEM. Este grupo se especializa en espectrometría de masas de imagen para crear «mapas químicos y moleculares» de diferentes superficies. Es decir, informan de los compuestos orgánicos que hay en una muestra y dónde están localizados.

Los autores de la investigación han diseñado esta superficie especial de silicio encima de la que se pueden imprimir muestras de huellas digitales y tejidos animales o vegetales. En el caso de la huella, basta con estampar el dedo sobre la superficie, del mismo modo que en el momento de hacerse los documentos de identidad. De esta manera, las moléculas de la piel del dedo quedan adheridas a la superficie nanoestructurada y después se puede determinar el mapa molecular de la huella dactilar, sin ningún tratamiento posterior de la muestra. En su investigación han podido detectar, por ejemplo, las ceras de la piel, el ácido láctico que segregan las glándulas de la piel, algunas moléculas alrededor de las glándulas del sudor, etc. En este tipo de investigación se puede saber si una molécula determinada está en el lugar de un tejido y se podrían detectar también compuestos que la persona haya tocado previamente.

De izquierda a derecha: Stefania Alexandra Iakab, María García y Xavier Correig, miembros del grupo de investigación Laboratorio Interdisciplinario de Metabolómica de la URV, del Departamento de Ingeniería Electrónica.

Una de las ventajas de esta superficie es que se puede modificar mediante enlaces de las partículas de oro con otras moléculas para hacer que la superficie sea selectiva solo a un tipo determinado de compuestos que nos interesen. Otra de las características importantes es que para producir estas superficies no se utilizan productos químicos peligrosos ni solventes orgánicos. Además, las superficies son muy estables en el tiempo, no se degradan y las muestras se pueden guardar sin problemas. Los resultados de esta investigación han sido publicados recientemente en la revista ACS Nano.

Diferentes aplicaciones para diferentes industrias

Esta nanosuperfície puede tener utilidad en diversos tipos de industrias, como en la cosmética o farmacéutica, en análisis forenses, o en investigación clínica, utilizando técnicas de espectrometría de masas. Pero una de las aportaciones más interesantes se encuentra en la industria farmacéutica, que puede utilizar esta técnica para conocer si un determinado compuesto presente en un medicamento ha llegado al tejido deseado. Además, algunos medicamentos y drogas cuando se metabolizan excretan por el sudor y se podrían detectar con una huella dactilar. Asimismo, algunas enfermedades se pueden diagnosticar por los compuestos que excretamos por el sudor como, por ejemplo, la concentración de glucosa. La medida de este compuesto en sangre se utiliza habitualmente para diagnosticar la diabetes.

En cuanto a la industria cosmética, el uso de esta nanosuperficie permitiría conocer, por ejemplo, qué residuos dejan los productos cosméticos en la piel: cuáles quedan en la superficie y cuáles se absorben. En cuanto a la medicina legal y forense la ventaja de esta técnica, por lo que respecta al control de drogas, radica en que una huella dactilar no se puede adulterar ni manipular. Por lo tanto, en el momento en que alguien deja su huella dactilar marcada sobre la nanosuperficie, los compuestos químicos detectados encima están directamente relacionados con su identidad y la muestra puede conservarse mucho tiempo sin que sufra modificaciones. Por ello se pretende que con esta superficie se puedan llegar a tomar muestras que pudieran utilizarse en medicina legal.

Stefania Alexandra Iakab, Pere Ràfols, Marta Tajes, Xavier Correig-Blanchar, and María García-Altares “-Assisted Gold Nanoparticle Black Silicon Substrates for Mass Spectrometry Imaging Applications”. ACS Nano 2020, 14, 6, 6785–6794. May 28, 2020 https://doi.org/10.1021/acsnano.0c00201


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