Cangrejos para construir detectores fluorescentes de

Cangrejos para construir detectores fluorescentes de sustancias nocivas e iluminar el interior de las
células
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Investigadores del grupo Carbohidratos de interés
biológico (farmacológico) y tecnológico de la
Universidad de Sevilla
Investigadores del grupo Carbohidratos de interés biológico (farmacológico) y tecnológico de la Universidad de
Sevilla han obtenido biomateriales fluorescentes a partir de los caparazones y residuos del cangrejo rojo del
Guadalquivir. La fluorescencia los convierte en sensores rápidos y precisos para detectar sustancias
contaminantes en procesos de elaboración alimentaria o para “iluminar” el interior de las células y hacerlas
visibles al microscopio electrónico.
Los expertos obtienen la materia prima de las fábricas procesadoras de crustáceos que generan un importante
volumen de efluentes líquidos y residuos sólidos que no suelen reciclarse. En concreto, se trata de quitosano,
procedente del caparazón del cangrejo, al que los investigadores insertan otros compuestos para conseguir
fluorescencia. “El quitosano es un biopolímero de cadena larga, es decir, es como una camisa o una prenda con
multitud de ojales donde podemos abrochar muchos botones, o sustancias, que le confieran las propiedades
precisas que deseamos. Para ello, hemos usado aldehídos aromáticos, que son una clase de sustancias entre las
que se encuentran, por ejemplo, la vainilla o el aldehído cinámico, responsables del olor y sabor de la vainilla y
de la canela”, explica a la Fundación Descubre la investigadora responsable del estudio Francisca Cabrera, de la
Universidad de Sevilla.
De esta forma, los expertos consiguen biomateriales con fluorescencia, una característica útil para diseñar
sensores sensibles, capaces de detectar concentraciones muy pequeñas de ciertas sustancias. A la vez, resultan
muy rápidos, porque se iluminan al instante. “Algo es fluorescente porque toma la luz ultravioleta y la devuelve
en un espectro visible para el ojo humano de forma inmediata, además con colores distintos. El color es crucial
porque nos aporta pistas de qué sustancias están modificándose a pesar de encontrarse en cantidades pequeñas”,
precisa.
Muestras de quitosano, en amarillo las
obtenidas por los investigadores
Estas ventajas cuentan con aplicaciones en distintos campos. Por un lado, la detección de sustancias que se
generan en la elaboración de productos alimentarios o farmacéuticos y que pueden ser nocivas para la salud.
“Uno de los sensores que desarrollamos es muy sensible a la presencia de ciertos disolventes orgánicos, como el
diclorometano, y puede emplearse para detectar su presencia en procesos industriales o en laboratorio”, detalla.
Otra de las áreas de aplicación de estos sensores es la imagen médica. El quitosano es biocompatible, es decir,
puede traspasar las membranas de las células sin que éstas lo rechacen. En el caso de los nuevos materiales
diseñados por los investigadores sevillanos, la fluorescencia permite observar las células al microscopio
electrónico. “Es como llevar una lámpara a las células, pero de forma discreta, porque no puede interferir en sus
procesos internos y debe ser aceptada por ésta”, recalca.
Del cangrejo, al sensor fluorescente
Los expertos obtienen a partir de los residuos del cangrejo rojo del Guadalquivir el quitosano, lo purifican y lo
utilizan para elaborar biomateriales. Le añaden para ello aldehídos aromáticos, compuestos que, por ejemplo,
confieren el olor y sabor a la canela o a la vainilla. Los nuevos derivados de quitosano muestran un
comportamiento fluorescente estable.
Los investigadores aplicaron con éxito su método para lograr la reacción simultánea de varios aldehídos con el
quitosano, obteniendo biomateriales con propiedades fisicoquímicas ‘a la carta’ para aplicarlas en la detección
de sustancias y como vehículos para llevar la fluorescencia a las células. Así lo describen en su artículo ‘
Fluorescent imino and secondary amino chitosans as potential sensing biomaterials’, publicado en la revista
Carbohydrate Polymers.
Los compuestos adquieren propiedades
fluorescentes
Además de estas posibilidades de aplicación, los expertos ven en sus sensores químicos una vía para reutilizar
de forma sostenible un residuo. “En los restos del cangrejo hay hasta un 13% de quitina, precursora del
quitosano, una materia prima muy valiosa, que podría dar salida a los cerca de 8.000 kilogramos por día de
residuos húmedos que se generan durante los 60 días de duración de la campaña de producción anual, según
datos de las industrias cangrejeras”, apunta Cabrera.
El estudio se enmarca en el proyecto de excelencia ‘Aprovechamiento y Valorización de Residuos Industriales
Agroalimentarios de Cangrejo Procambarus Clarkii de Marismas del Guadalquivir por Transformación en
Quitosano y Derivados de Alto Valor Añadido’ financiado por la Consejería de Economía, Innovación, Ciencia
y Empleo de la Junta de Andalucía.
Referencia:
Sorel Jatunov, Antonio Franconetti, Rafael Prado-Gotor, Angeles Heras, Marian Mengíbar, Francisca CabreraEscribano. ‘Fluorescent imino and secondary amino chitosans as potential sensing biomaterials’. Carbohydrate
Polymers
Imágenes:
Investigadores del grupo Carbohidratos de interés biológico (farmacológico) y tecnológico de la Universidad de
Sevilla
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Muestras de quitosano, en amarillo las obtenidas por los investigadores
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Los compuestos adquieren propiedades fluorescentes
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