UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL
ANALISIS CONCEPTUAL :Biosensores para arsenicales orgánicos e
inorgánicos
CURSO
: BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL
DOCENTE
: HEBERT HERNAN SOTO GONZALES
ESTUDIANTE
:Marcell Gustavo Morón Zeballos
CICLO
:S E P T I M O
AGOSTO,
2021
ILO-PERU
Biosensores para arsenicales orgánicos e inorgánicos presentado por : Jian Chen y Barry
P. Rosen
El arsénico es un contaminante ambiental natural al que los seres
humanos están expuestos habitualmente y está fuertemente
asociado con problemas de salud humana, incluyendo cáncer,
enfermedades cardiovasculares y neurológicas. Hasta la fecha, se
han desarrollado varios biosensores para la detección de arsénico
que implican el acoplamiento de técnicas de ingeniería biológica y
electroquímicas
INTRODUCCIÓN
La exposición crónica (a largo plazo) al arsénico se asocia con
irritación de la piel y membranas mucosas, cáncer, eventos
neurológicos y cardiovasculares. El arsénico ambiental se presenta
principalmente como especies inorgánicas y la asociación con
minerales o sustancias orgánicas en el suelo limita su movilidad
https://digitalcommons.fiu.edu/com_fac
pub/95/
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El arsénico es un metaloide tóxico que se distribuye de forma ubicua por la
corteza terrestre, el suelo, los sedimentos, el agua, el aire y los organismos
vivos Es un carcinógeno humano del grupo 1 y en la Lista de prioridades de
sustancias peligrosas de la Agencia de Protección Ambiental (EPA)
En esta revisión, destacaremos los desafíos en el desarrollo de biosensores,
como la especificidad de detección, la multiplexación de detección, mantener
el biosensor vivo y activo durante períodos prolongados, etc. Esta revisión se
centrará en las tendencias de desarrollo futuras en el uso de un biosensor
general para la detección de arsénico en el medio ambiente
EL DESARROLLO DE BIOSENSORES
BIOSENSORES BASADOS EN PROTEÍNAS O ADN
Los sensores que utilizan ácidos nucleicos para el reconocimiento
y seguimiento de compuestos tóxicos son útiles porque muchas
toxinas, como el arsénico, tienen una alta afinidad por los ácidos
nucleicos o por las proteínas de unión al ADN, y las secuencias
específicas pueden detectarse rápidamente y a bajo costo
Se ha informado de un biosensor electroquímico basado en ADN
para la detección de trióxido de arsénico (As O ) peusto que
forma As (OH) (As (III)) inorgánico cuando se disuelve en
solución a pH neutro
La interacción de As O con ADN bicatenario (dsDNA), ADN
monocatenario (ssDNA) y oligonucleótido corto de 17 mer se
observó electroquímicamente usando voltamperometría de pulso
diferencial (DPV) con un electrodo de pasta de carbón (CPE) en
la superficie. y en solución
Si bien se han desarrollado biosensores para la medición de arsénico
inorgánico, hasta hace poco no había métodos disponibles para la
detección de organoarsénicos ambientales. Los arsenicales
aromáticos y metilados se han utilizado durante muchas décadas
para la agricultura y la ganadería
Los arsenicales aromáticos pentavalentes, incluida la roxarsona (Rox (V)), la nitarsona (ácido nit (V) (4-nitrofenil) arsónico) y el p -ASA ( ácido p aminofenilarsónico), se han utilizado desde la década de 1940 como promotores del crecimiento antimicrobiano para aves y cerdos pigmentación de la
carne
DESAFÍOS FUTUROS
La exposición al arsénico es un problema de salud pública mundial debido a su ubicuidad en el medio ambiente y su asociación con numerosas
enfermedades humanas. El desarrollo de biosensores para la detección de arsénico es de gran valor e interés no solo para los científicos, sino también para
el público. La construcción y prueba de nuevos microorganismos modificados genéticamente para detección e informes ambientales ha avanzado a un
ritmo cada vez mayor. Durante las últimas dos décadas, se han desarrollado varios biosensores de arsénico basados en biosensores de células enteras y
libres de células
DESAFÍOS DE LA ESPECIFICIDAD DEL BIOSENSOR
El arsénico ambiental es heterogéneo, con dos estados de oxidación
diferentes de especies inorgánicas, metiladas y aromáticas. El arsénico
inorgánico es omnipresente en el medio ambiente de fuentes geológicas
y antropogénicas.
Por otro lado, los biosensores tienen ventajas notables. Los biosensores
se pueden producir fácilmente a bajo costo; los ensayos con biosensores
son rápidos y fáciles de realizar; los ensayos tienen una sensibilidad que
normalmente cumple o supera los estándares requeridos; informan de
biodisponibilidad química, en lugar de meras concentraciones totales.
Sin embargo, la mayoría de los biosensores no se han probado
exhaustivamente en el campo y es poco probable que la mayoría alcance
las etapas de comercialización. Por lo tanto, sigue siendo un gran desafío
desarrollar biosensores para aplicaciones ambientales
CONCLUSIONES
Hasta la fecha, se han desarrollado varios biosensores de arsénico,
algunos de los cuales se basan en biosensores de células completas
y otros en biosensores sin células (proteínas, ADN). Algunos son
reporteros confiables de arsénico en muestras ambientales,
incluidas las aguas subterráneas y el suelo Teniendo en cuenta sus
ventajas (tiempo y rentabilidad, tamaño pequeño, robustez y
facilidad de uso), los biosensores tienen el potencial de ser
soluciones simples, sensibles y confiables al problema de
monitorear el arsénico en las aguas subterráneas de las áreas rurales
El desafío de la multiplexación de biosensores Se puede aplicar un
enfoque multiplexado para el desarrollo futuro de biosensores. Los
biosensores se pueden combinar con instrumentación de alto
rendimiento y bajo costo para múltiples análisis de muestras
ambientales. Por ejemplo, se ha desarrollado un biosensor basado
en el pH para la detección de arsénico en el agua potable [ 88 ].
Este biosensor produce un cambio de color dependiente del pH en
muestras contaminadas con arsénico. Permite la detección sensible
y precisa de menos de 10 µg / L de arsenato con incubación durante
la noche
DESAFÍOS DEL BIOSENSOR DE ARSÉNICO
PARA LA DETECCIÓN IN SITU
A pesar del desarrollo de biosensores de arsénico
prometedores, hay pocos estudios que hayan evaluado
críticamente los bioensayos de arsénico en
condiciones de campo [ 78 ]. La mayoría de los
ensayos de sensores discutidos anteriormente tienen
límites de detección en condiciones de laboratorio en
el rango de 10 a 50 µg / L,
DESAFÍOS A LARGO PLAZO
Se han empleado unidades reguladoras que responden a señales
bacterianas como plataforma para diseñar y construir biosensores
bacterianos de células completas para informar de la toxicidad. Con
el mayor desarrollo de la biología sintética y la comprensión de los
mecanismos de unión del arsénico, se han desarrollado nuevos
biosensores para la determinación del arsénico