miércoles, 27 de junio de 2012

Desarrollo de un biosensor para la detección de 2,4,6-tricloroanisol (TCA)


DESARROLLO DE UN BIOSENSOR PARA LA DETECCIÓN DE 2,4,6-TRICLOROANISOL (TCA)

Varelas, V.; Sanvicens, N.; Marco, M. P.; Kintzios, S.; Talanta 2011, 84 (3) 936–940

El 2,4,6-tricloroanisol (TCA) es un metabolito microbiano formado a partir de clorofenoles a través de la actividad de varias cepas de hongos presentes naturalmente en la corteza del alcornoque. El TCA es el principal compuestos responsable del desagradable olor a humedad/moho conocido como "olor a corcho " presente en los tapones de corcho, vino, agua y bebidas alcohólicas.

Actualmente para la determinación del TCA se utilizan métodos cromatográficos y electroquímicos, sin embargo la detección de bajas cantidades de TCA sigue siendo un reto.

El objetivo de este estudio era desarrollar un biosensor nuevo y rápido basado en los ensayos de reconocimiento bioeléctrico (Bioelectric Recognition Assay, BERA). El sensor midió la respuesta eléctrica de cultivos de células de fibroblastos de membrana de ingeniería suspendidas en una matriz de gel de alginato, debida al cambio de su potencial de membrana en presencia del analito.

Las células de membrana de ingeniería se prepararon por inserción osmótica de 0.5µg/l de anticuerpos específicos de TCA dentro de la membrana de las células. El sensor basado en la tecnología BERA fue capaz de detectar TCA en pocos minutos (3-5min) a unas concentraciones extremadamente bajas (10-1ppt), demostrando tener una sensibilidad mucho mayor que el umbral de sensibilidad humano. Además, el sensor mosto una gran selectividad hacia otros haloanisoles y halofenoles relacionados estructuralmente con TCA y presentes contemporáneamente.

Por último se estudió el sensor utilizando muestras de vino blanco adsorbido en corchos. En estas pruebas en condiciones reales, el sensor BERA fue capaz de detectar rápidamente TCA en el vino adsorbido por el corcho (3-5min) a unas concentraciones muy bajas (1.02-12ng/l), cubriendo todo el intervalo de detección en los vinos (1.4-10ng/l).

Por tanto este nuevo biosensor ofrece nuevas perspectivas para el seguimiento ultra-rápido, ultra-sensible y económico de la presencia de TCA en corchos y vinos y probablemente en otros productos alimenticios.

DEVELOPMENT OF A CELLULAR BIOSENSOR FOR THE DETECTION OF 2,4,6-TRICLOROANISOL (TCA)

2,4,6-trichloroanisole (TCA) is a microbial metabolite formed from chlorophenols through the activity of several natural fungal strains present on the cork oak bark. TCA is the primary compound responsible for the mousty/mould off-odour known as “cork taint” present in cork stoppers, wine, water and alcoholic beverages.

Chromatographic and electrochemical methods are currently used for the determination of TCA, however its detection at low concentrations remains a technical challenge. The aim of this study was the development of a rapid novel biosensor system based on the Bioelectric Recognition Assay (BERA). The sensor measured the electric response of cultured membrane-engineered fibroblast cells suspended in an alginate gel matrix due to the change of their membrane potential in the presence of the analyte.

Membrane-engineered cells were prepared by osmotic insertion of 0.5 μg/l of specific TCA antibodies into the membrane of the cells. The BERA-based sensor was able to detect TCA in a few minutes (3–5 min) at extremely low concentrations (10−1 ppt), thus demonstrating higher sensitivity than the human sensory threshold. In addition, the assay was quite selective against other haloanisoles and halophenols structurally related to or co-occurring with TCA. Finally the sensor was tested against real white wine samples from cork soaks. At this real test, the BERA sensor was able to detect TCA from cork soaks rapidly (3–5 min) at very low concentrations (1.02–12 ng/l), covering the whole range for the detection threshold for wines (1.4–10 ng/l). Therefore, this novel biosensor offers new perspectives for ultra-rapid, ultra-sensitive and low-cost monitoring of TCA presence in cork and wine and possibly also other food commodities.

Keywords: Bioelectric recognition assay (BERA); Cellular biosensor; Cork taint; Membrane-engineering; 2 4 6-trichloroanisole (TCA)

Más información: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0039914011001603

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