El Ictal incorpora una tecnología que detecta bajas concentraciones de compuestos en alimentos

Antonio Martín/DICYT A primera vista, el nuevo fichaje del Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos de la Universidad de León (Ictal) ocupa lo que una impresora casera. Sin embargo, a pesar de su pequeño tamaño, es capaz de mejorar notablemente los estudios sobre alimentos (zumos, embutidos y lácteos fundamentalmente) que este instituto realiza desde 1996. Alojado en una sala específica para él, este aparato se llama resonancia de plasmón superficial y emplea una tecnología capaz de detecar bajas concentraciones de diferentes compuestos en los alimentos. Estos compuestos son difícilmente detectables por técnicas convencionales y entre ellos se encuentran vitaminas, toxinas, hormonas o contaminantes químicos.

El empleo de esta tecnología emergente "abre nuevas líneas de investigación", subraya a DiCYT la directora del instituto, Camino García. Actualmente este centro de investigación promueve y realiza proyectos con el sector agroalimentario, hace labores de transferencia de sus resultados científicos, forma personal investigador y entabla contactos con otras instituciones científicas nacionales o europeas. La incorporación de esta tecnología abre el abanico de servicios a la empresa y de investigaciones científicas en torno a los productos alimentarios de León y la comunidad autónoma, su centro de actuación.

El prototipo que ha incorporado el Ictal sólo se ha empleado hasta ahora en el Instituto de Microelectrónica del Parque Tecnológico de Madrid. Una experta procedente de esta institución, Elba Mauriz, se encarga del estudio científico con este aparato. La clave de esta tecnología está en el uso de los biosensores ópticos. En un principio, este instrumento se aplicó en el diagnóstico clínico, pero su uso se ha extendido a otros sectores, como el medioambiental, el farmacéutico, el agroalimentario, el químico o el militar. "En el campo agroalimentario el número de publicaciones científicas relacionadas con la detección de contaminantes alimentarios mediante biosensores de resonancia de plasmón superficial ha crecido extraordinariamente en los últimos cinco años", recuerda Mauriz.

Cómo funciona el biosensor

El biosensor es un dispositivo que combina un componente de naturaleza biológica con otro físico-químico. El elemento biológico (enzima, proteína, anticuerpo, orgánulo, receptor celular, ácido nucleico, microorganismo) tiene capacidad para reconocer y reaccionar con la molécula que se pretende analizar (analito). Un sistema transductor (óptico, electro-químico, piezoeléctrico o magnético) es capaz de generar una señal proporcional a la concentración de analito que interacciona con el elemento biológico de reconocimiento. La señal producida se cuantifica mediante un sistema electrónico de adquisición, amplificación y procesado de datos. El ejemplo más común de biosensor es el que mide la glucosa en la sangre. Utiliza una enzima que procesa moléculas de glucosa, liberando un electrón por cada molécula procesada. Dicho electrón es recogido en un electrodo y el flujo de electrones es utilizado como una medida de la concentración de glucosa.

Los biosensores ópticos en la resonancia de plasmón superficial (o SPR, de sus siglas en inglés) son sistemas muy versátiles y pueden ser utilizados para varios usos: estudios de la unión antígeno-anticuerpo o ligando-receptor o hibridaciones de ADN, por ejemplo. El análisis y control alimentario, además, requiere una serie de especificaciones muy severas para que una técnica sea válida y fiable. Los biosensores ópticos de SPR "satisfacen todos estos requerimientos", indica Elba Mauriz.

La clave para la detección de la afinidad entre moléculas por parte de los biosensores de SPR es "el fenómeno óptico producido por la oscilación de cargas en la interfaz de un metal y un dieléctrico", materiales que no conducen la electricidad. Las oscilaciones colectivas de los electrones del metal (los plasmones) se producen cuando un rayo de luz polarizado incide en esta interfaz a un determinado ángulo, el ángulo de resonancia. Si se produce un cambio en el índice de refracción, como el que produce una interacción biomolecular, se detecta por su incidencia en la posición angular, ya que ésta es muy sensible a cualquier variación. De esta manera, el fenómeno de resonancia de plasmón superficial se puede emplear para encontrar las interacciones. Recientemente, esta técnica, recuerda Mauriz, se ha empleado en la detección de bacterias patógenas de las especies Listeria monocytogenes o Staphylococcus aureus o del género de la salmonela.