Examinando por Materia "Carbon Dots"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Algoritmo basado en procesamiento de imágenes para la detección de un analito de interés utilizando carbon dots
    (Universidad EIA, 2022) Morillo Segovia, Gabriella; Betancur Ochoa, Juan Esteban; Barrientos Urdinola, Kaory
    RESUMEN: Según la Organización Mundial de la Salud (Who, 2017), poco menos de la mitad de la población mundial tiene acceso a diagnósticos médicos. Esto se da en principio por la falta de laboratorios, déficit de personal médico capacitado, y de equipos de diagnóstico adecuados, resultando en un acceso limitado a diagnósticos, servicios deficientes y calidad inadecuada. Por lo anterior, en este trabajo se pretende desarrollar un algoritmo basado en procesamiento de imágenes, para la detección de biomoléculas utilizando biosensores basados en Carbon Dots, para aportar al portafolio de tecnologías disponibles para diagnóstico. Para esto, se llevaron a cabo distintas técnicas de filtrado y segmentación en la imagen, y se validaron los resultados hallando la correlación entre los datos de intensidad obtenidos por medio de medidas de tendencia central como la moda y media. Se determinó que los datos de la moda de intensidad de la imagen con filtrado Gaussiano y sometidas a corrección del contraste muestran un comportamiento proporcional entre la fluorescencia y la concentración del analito de interés. Sin embargo, se halló una gran variabilidad entre los datos de diferentes tandas del sistema, respaldado por un bajo coeficiente de correlación, que indicaría que no es posible desarrollar un modelo representativo del comportamiento del sistema completo de muestras.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Carbon dots para la detección de glucosa en fluidos simulados
    (Universidad EIA, 2021) Acosta Pereira, Emily Judith; Londoño López, Martha Elena; Sánchez Cardona, Yesenia
    RESUMEN: La diabetes es una enfermedad crónica no trasmisible, que se presenta porque las células β no producen suficiente insulina o porque el organismo no puede utilizar la insulina producida por estas células. En la actualidad hay 463 millones de adultos (20 – 79 años) diabéticos en el mundo y un poco más de 1,1 millones de adolescentes y niños menores de 20 años con diabetes tipo 1 (International Diabetes Federation. (FID), 2019). Los niveles altos de glucosa en sangre ocasionan graves complicaciones en los pacientes con diabetes e incluso la muerte, por este motivo se hace necesario medir continuamente los niveles de glucosa en sangre. Actualmente existen diversos métodos para medir la glucosa, como el glucómetro. Algunos de estos métodos son poco precisos, dolorosos, no están disponibles para toda la población y otros son demasiado costosos (Brenda et al., 2020). Por lo que probar un método de detección a partir de recursos que tengamos en la ciudad y en el país podría facilitar el acceso y disminuir los costos para los pacientes y sus familias, por otra parte explorar alternativas de detección no invasivas mejoran la adherencia del paciente al sistema de detección y mejora su calidad de vida evitándole los efectos secundarios de la detección actual. Por lo anterior, se exploró un posible sistema sencillo de detección de glucosa a partir de dos fuentes de la biodiversidad colombiana y se exploraron dos métodos de síntesis hidrotermal y síntesis de radiación por microondas. Se obtuvieron CD de piña, kiwi y pitahaya por síntesis hidrotermal, en un tiempo aproximado de 8 h; en esta síntesis no fue posible obtener un rendimiento del 100 % y los productos obtenidos son difícil de manipular aun después de estar liofilizados, ya que estos son higroscópicos por lo que es difícil conservar los productos para un posterior uso, principalmente en los CD de piña y kiwi. Adicionalmente, esta síntesis para la piña no es totalmente eficiente, ya que al evaluar la solución de CD de piña con el reactivo de Fehling se observa la presencia de azucares (residuos orgánicos), posiblemente sacarosa y fructosa los cuales son el contenido principal de esta fruta. Caso contrario de lo que sucedió en esta síntesis con la pitahaya, la cual al ser evaluada con el reactivo de Fehling no hubo reacción alguna, por lo que podríamos inferir que esta síntesis es más limpia y eficiente en la pitahaya. Con el fin de mejorar los problemas con la síntesis hidrotermal se obtuvieron CD de piña y pitahaya por síntesis de radiación de microondas y se comparan los productos obtenidos. En esta síntesis, aumento la velocidad de reacción donde se obtuvo el producto carbonizado en un tiempo estimado de 15 minutos y al liofilizarse se obtiene un producto totalmente seco; que no tienen una afinidad con la humedad, a diferencia de los productos obtenidos por síntesis hidrotermal. Al evaluar las soluciones de CD de piña y pitahaya con el reactivo de Fehling, se observó una mejora en cuanto a la reacción de este reactivo con los azucares residuales presentes en la síntesis por radiación de microondas, ya que no hay una reacción completamente del reactivo de Fehling con la solución de los CD de piña, obteniendo así un color verdoso, que podría indicar que el grupo cetona de la fructosa pudo haberse enolizado a la forma aldehído al reaccionar con monosacáridos (Paredes et al., 2020; Universidad CEU Cardenal Herrera, s/f), por lo que podríamos inferir que hay menos presencia de residuos orgánicos en la síntesis por radiación de microondas que por la síntesis hidrotermal, por lo que al parecer es más eficiente la síntesis por radiación de microondas para obtener CD de piña. Una vez obtenidos los CD se implementaron técnicas de caracterización como FTIR, TEM, UV/Vis, fluorescencia, DLS y potencial ζ. En los CD por ambas síntesis, radiación por microondas e hidrotermal; se observó que al funcionalizar los andamios con hidrogeles de quitosano estos tenían un efecto tipo filtro, por lo que se reducían las poblaciones de partículas de mayor tamaño (partículas entre 100 nm – 1000 nm) y se lograban observar las partículas de menor tamaño (partículas < 5 nm) como la mayor población. También se observó que la funcionalización tenía un efecto en la estabilidad de las nanopartículas y en la magnitud de atracción de cargas entre las partículas, pasando de signo negativo a positivo, posiblemente debido a que los grupos NH+ de carga positiva del quitosano contribuyen a la formación de enlaces de hidrógeno cuando interactúan electrostáticamente con los grupos OH predominantes de los CD (Konwar et al., 2015). Por otro lado, se obtuvieron partículas de apariencia esférica, fluorescentes, con tamaños que variaron de 0,7 nm a 3,2 nm. Finalmente, se observó que la funcionalización de los CD es necesaria para lograr una interacción de estos CD con la glucosa, por lo que al estar funcionalizados se presentó un sistema ON/OFF donde la fluorescencia de los CD de piña y pitahaya se iban apagando al adicionar glucosa y este apagado era inversamente proporcional a la concentración de glucosa presente en el sistema. Se observó que este apagado era visible desde una concentración de 500 ppm, por lo que no es necesaria una concertación tan alta de CD. Esto es muy positivo, ya que altas concentraciones de CD podrían ser toxicas para las células, lo que podría ser un inconveniente si se quisiera probar más adelante su citocompatibilidad. Por lo tanto, estos CD muestran un potencial prometedor para ser utilizados como sistemas de detección de glucosa en fluidos simulados.
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    Nanopartículas de oro como interruptor de fluorescencia para Carbon Dots sintetizados a partir de biochar
    (Universidad EIA, 2021) Camacho Navas, Maria Camila; Barrientos Urdinola, Kaory; Arango Velásquez, Juan Pablo
    RESUMEN: Los Carbon Dots (CDots) son materiales nanométricos con características como estabilidad fotoquímica y fisicoquímica, facilidad de modificación de su superficie y fluorescencia, que los hace una opción deseable para ser usados en el diseño de biosensores (Farshbaf et al., 2018). Sin embargo, para brindarles la especificidad a estas nanopartículas de presentar cambios en su fluorescencia únicamente por el analito de interés, es necesario ponerlo a interactuar con otro material que tenga propiedades de atenuación de dicha fluorescencia (Zu et al., 2017). Las nanopartículas de oro (AuNPs) han sido utilizadas previamente con éxito como atenuadores de fluorescencia de CDots en el diseño de biosensores (Xu et al., 2018; Yupeng et al., 2014). Sin embargo, debido a que las características de estos 2 nanomateriales varían según su fuente y método de síntesis, no se puede asegurar que, con el uso de CDots y AuNPs diferentes a los reportados, esta interacción funcione (Qin et al., 2019). Por tal motivo, este trabajo se basó en la evaluación de la extinción de fluorescencia producto de la interacción de CDots provenientes de Elaeis guineensis con AuNPs. Para ello, se sintetizaron y caracterizaron AuNPs a partir del método de reducción química, utilizando tomate de árbol como agente reductor y estabilizante de la reacción. Para su producción y posterior uso como moduladores de fluorescencia de CDots, se modificaron variables en el proceso de síntesis como la concentración del extracto y la temperatura. Esto permitió obtener AuNPs con un pico de absorbancia a 533 nm, potencial ζ de -10.61 ± 0.67 mV y diámetro hidrodinámico por volumen máximo entre 100-200 nm dado por evaluación DLS. Estos nanomateriales fueron comparados con los obtenidos a través del método Turkevich tradicional, que utiliza el citrato de sodio como agente reductor y estabilizante. De esto, se concluyó que el método Turkevich permite obtener AuNPs con las mejores características para atenuar la fluorescencia de los CDots, de acuerdo con las AuNPs utilizadas en la actualidad como extintores de fluorescencia. Finalmente, partiendo de la metodología de síntesis de AuNPs seleccionada se evaluó su interacción con CDots conjugados con Anti-BSA, modificando variables de pH de la solución de las AuNPs y relación v/v de la reacción. Así, se obtuvo que para un pH de la solución de AuNPs de 6.67 y una relación v/v de AuNPs:CDots (con la solución de CDots a 500 ppm) hay una extinción de fluorescencia del 27.3 %. Concluyendo así, que las AuNPs si funcionan como extintores de fluorescencia para CDots provenientes de Elaeis guineensis.
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    Reporte del semillero 'Tecnologías para la detección de biomarcadores - Introductorio' - 2022-2
    Molina Echavarría, David Andrés; Romero Ruíz, Daniela Paola; Bonilla Carillo, Cristina Isabel; Durando Durango, Juan Pablo; Giraldo Henao, Salomé; Patiño Giraldo, Juliana; Sánchez Monsalvo, Catalina; Solano Miguel, Salomé
    En el presente informe se muestran las principales actividades que se realizaron en el semillero durante el semestre 2022-2: presentaciones de temas específicos a partir de la lectura de artículos científicos, conducta en el laboratorio, planeación y experimentación.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Semillero tecnologías para la detección de biomarcadores
    Arango Velásquez, Juan Pablo
    Testimonios del semillero 2021-2