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Biosensor de diamante para detectar el hierro en sangre

Investigadores de la Universidad de Ulm en Alemania han desarrollado un nuevo biosensor basado en nanodiamentes capaz de determinar el contenido de hierro en sangre, al lograr detectar el campo magnético de la ferritina.

El organismo utiliza hierro para producir hemoglobina, la proteína presente en los glóbulos rojos que transporta oxígeno.

El hierro se obtiene de los alimentos y se almacena para utilizarse como ferritina, una proteína que transporta hierro. La ferritina se encuentra, sobre todo, en el hígado, pero también está presente en pequeñas cantidades en la médula ósea, el bazo y los músculos. Aunque la sangre suele contener sólo una pequeña cantidad, se la puede utilizar para estimar la cantidad de hierro almacenada en el cuerpo.

La cantidad de hierro almacenada es importante, ya que cuando no se ingiere mucho hierro, el cuerpo utiliza el hierro de la ferritina para generar lo que necesita. Si no hay suficiente hierro almacenado, la persona pasará por las varias etapas de deficiencia de hierro. Si la situación no se corrige, la deficiencia de hierro podría desencadenar en anemia: una disminución en la cantidad de hemoglobina en la sangre, que dificulta el transporte de oxígeno a las células y los tejidos.

“Este método se basa en la proteína responsable para el almacenamiento y transporte del hierro, la ferritina, la cual puede contener hasta 4500 iones de hierro magnéticos. La mayoría de las pruebas estándar se basan en técnicas inmunológicas para estimar indirectamente la concentración de hierro sobre la base de diferentes marcadores. Los resultados de las diferentes pruebas pueden sin embargo dar lugar a resultados contradictorios en algunas situaciones clínicas”, dijo la profesora Tanja Weil, directora del Instituto de Química Orgánica III, Universidad de Ulm.

Los científicos de Ulm han desarrollado un enfoque completamente nuevo para detectar ferritina, ya que a pesar de que tan solo hay aproximadamente 4500 iones de hierro en la ferritina estos generan pequeño un campo magnético, el cual aunque es difícil de medir, mediante esta nueva tecnología basada en pequeños diamantes artificiales de tamaño nanométrico son capaces de medir la orientación de los espines de los electrones en los campos externos y así medir su fuerza.

El espín es una propiedad física de las partículas subatómicas, por la cual toda partícula elemental tiene un momento angular (osea que gira). Éste, al girar sobre su propio eje genera un campo magnético, el denominado espín.

“El objetivo de este proyecto es la exploración de las propiedades cuánticas de la biología y la creación de estructuras de diamante auto-organizadas. Los sensores de diamante por lo tanto se pueden aplicar en la biología y la medicina”, dijo  Martin Plenio, director del Instituto de Física Teórica en Ulm.

Referencia: ACS

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