Para detectar la glucosa en pacientes con diabetes, se suele emplear un método invasivo y doloroso que consiste en un pinchazo en los dedos para extraer sangre. Sin embargo, esto podría cambiar gracias a un grupo de investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) que, en colaboración con la Universidad de Concordia en Montreal. El equipo ha desarrollado sensores de papel, basados en fluorescencia, capaces de medir pequeñas concentraciones de glucosa en agua.
El trabajo supone un avance en la detección no invasiva de glucosa en estos pacientes, ya que propone la medición a través del fluido lagrimal. Para ello, los nuevos sensores emplean nanopartículas dopadas con neodimio y erbio, dos tipos de iones de tierras raras. El trabajo, publicado en la revista Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, abre camino para el desarrollo de sensores de glucosa basados en tierras raras que podrían mejorar significativamente la calidad de vida de los pacientes con diabetes.
El trabajo supone un avance en la detección no invasiva de glucosa en estos pacientes, ya que propone la medición a través del fluido lagrimal
El fluido lagrimal contiene concentraciones de glucosa bastante menores que la sangre, por lo que se necesitan herramientas de alta sensibilidad para su detección. Es aquí donde entran en juego las nanopartículas dopadas con tierras raras, unas partículas que destacan por sus propiedades ópticas únicas, entre las que se incluyen la capacidad para generar luz visible y cómo esta puede verse afectada por el medio que las rodea.
Estos cambios en la emisión de luz visible de las nanopartículas, inducidos por la molécula de glucosa, son los que se han utilizado para medir su concentración. Las nanopartículas son capaces de producir emisiones en el rango visible del espectro, específicamente en longitudes de onda asociadas con los colores verde y rojo. En ausencia de glucosa, la probabilidad de emitir luz verde es mayor que la de emitir luz roja.
“Sin embargo, cuando la glucosa se encuentra cerca de las nanopartículas, los grupos OH presentes en la molécula interactúan con las nanopartículas, ‘robando’ población de los niveles energéticos que generan la luz verde y transfiriéndola a los niveles que generan la luz roja, aumentando así la probabilidad de emisión de estas últimas”, detallan los autores.
"Gracias a esta alta capacidad de detección, no es necesario añadir enzimas u otros elementos para aumentar su sensibilidad, lo que reduce el coste y el tiempo de preparación de los sensores"
“Por lo tanto, los cambios en las intensidades de las bandas verde y roja se pueden asociar con diferentes concentraciones de glucosa”. Los experimentos realizados por los investigadores demostraron la alta sensibilidad de estas nanopartículas, obteniendo un valor mínimo detectable con fiabilidad de 22 mg/dL.
“Este es un excelente resultado, ya que la concentración de glucosa en fluido lagrimal de pacientes con diabetes está en el rango de 0 a 84 mg/dL. Gracias a esta alta capacidad de detección, no es necesario añadir enzimas u otros elementos para aumentar su sensibilidad, lo que reduce el coste y el tiempo de preparación de los sensores”. Además, los autores concluyen que, al incorporar las nanopartículas en un medio poroso como el papel, se logra un sensor económico, fácil de preparar, portátil y con una alta sensibilidad.