Biosensado de creatinina vía respuesta iontrónica de un nanocanal único

Abstract

La creatinina es el segundo analito más común en la química clínica, después de la glucosa. Su concentración en orina es aproximadamente constante en un individuo sano y se utiliza como biomarcador en el diagnóstico de enfermedades. Existen diferentes métodos de cuantificación de creatinina; el biosensado es uno de los más estudiados en los últimos años. La creatinina deiminasa (CD) es una enzima que, en presencia de creatinina y agua, genera amoníaco, modificando el pH local en función de la concentración del sustrato. Con esto en mente, se desarrolló un dispositivo nanofluídico responsivo a pH, basado en un nanocanal biomimético soportado en una membrana polimérica, con una modificación superficial mediante ensamblado capa a capa de polietilenimina (PEI) y CD. Tanto el polielectrolito como la enzima poseen grupos funcionales anfóteros sensibles a los cambios de pH generados por la reacción enzimática, la protonación o desprotonación de dichos grupos funciona como mecanismo de transducción, modificando el flujo iónico a través del nanocanal, que se registra como corriente iontrónica cuando se aplica un potencial de transmembrana. Esta corriente no solo es afectada por la magnitud de la carga superficial, sino también por su polaridad, de manera que el dispositivo adquiere la capacidad de rectificar la corriente. Para este sistema se demostró que la respuesta en términos de factores de rectificación (frec) es lineal con el logaritmo de la concentración de creatinina en solución, permitiendo el sensado de este analito mediante la monitorización de la salida iontrónica, incluso en matrices complejas como la orina diluida.