Es un honor poner a su disposición las Memorias del 3 Simposio Nacional de Biosensores, celebrado del 1 al 3 de octubre de 2025 en la Torre de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México. Desde sus inicios, los biosensores han marcadounpuntodeencuentroentrelaquímicaanalítica,labiologíaylaingeniería, convirtiéndose en herramientas clave para responder a los grandes retos de la humanidadenáreascomolasalud,elmedioambienteylaseguridadalimentaria.En laactualidad,lacrecientenecesidaddegenerarinformaciónentiemporealotorgaa losbiosensoresunpapelprotagónicodentrodelarevolucióntecnológicaycientífica. Portanto,elSimposioNacionaldeBiosensoresbuscaconsolidarsecomounforoque reúna a la comunidad científica, académica, profesional y estudiantil, para difundir avances, fortalecer colaboraciones y abrir nuevas perspectivas en este apasionante campo. er
En esta edición contamos con 20 conferencias invitadas impartidas por expertos de México, Japón, Canadá y Estados Unidos, quienes compartieron su experiencia en temas de frontera dentro del desarrollo y comercialización de biosensores. Además, se incluyen 15 ponencias seleccionadas que amplían el panorama temático. Finalmente, como ha sido costumbre, se contó con una amplia participación de la comunidad académica a través de presentaciones en los formatos flash talk y póster.
Nuestro sincero agradecimiento al Instituto de Ciencias y Tecnologías Aplicadas, institución anfitriona de este evento, así como a las empresas Innova Investigación S.A. de C.V y Bio-Consumos por su valioso patrocinio, sin el que no hubiera sido posible la realización de este evento. Finalmente, un agradecimiento a todos los asistentes, cuyaentusiastaparticipación fueprimordialparaeléxitodelsimposio.
Especialista en efectos ópticos no lineales, nanoestructuras y fenómenos ultrarrápidos. Originario de la CDMX, obtuvo el grado de doctor en ciencias de óptica en CICESE Ensenada en 2006, y trabajó como investigador posdoctorado en el Instituto de Física de la UNAM por un periodo de 2 años. Desde 2008 a la fecha está adscrito al Instituto Politécnico Nacional como profesor investigador de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Zacatenco y es responsable del laboratorio de instrumentación óptica vectorial Actualmente es miembro del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores con nivel III. Entre sus contribuciones destacables se encuentra el premio a la investigación en IPN en 2023, y el premio a la invención mexicana otorgado por el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial en 2021. Es uno de los fundadores de la Carrera de Ingeniería Fotónica en la ESIME y se le otorgó el premio como profesor distinguido en 2024 Ha publicado 2 libros, más de 100 artículos científicos con alrededor de 1700 citas y un índice h21. Ha sido galardonado por diferentes editoriales como Elsevier, la Royal Society of Chemistry y el Institute of Physics del Reino Unido
Biosensores multifotónicos en mediciones de pequeña dimensión
Carlos Torres-Torres
Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Zacatenco, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, 07738, México. ctorrest@ipn mx
Una estrategia para fortalecer la identificación de señales ópticas a través de biosensores es el uso de la óptica no lineal. Los efectos ópticos no lineales, también conocidos como efectos multifotónicos, corresponden a interacciones moduladas por intensidad luminosa. Gracias a la asistencia de la óptica no lineal, el desarrollo de sensores biofotónicos se ha impulsado con base a la generación de armónicos, superluminiscencia, mezclado de multiondas, espectroscopía Raman, efecto Kerr óptico, absorción de dos fotones, modulación cruzada de fase, suma de frecuencias y autodifracción; entre otros. En esta presentación se contrastarán las ventajas y desventajas de estos nuevos avances, y se llevará a cabo una confrontación de sus límites de detección considerando algunos ejemplos representativos. Se describirá cómo es la respuesta plasmónica de nanobiosensores que pueden enriquecer su magnitud de medición con efectos ópticos intensos. Dado que el comportamiento multifotónico de un medio no lineal guarda una estrecha relación con su respuesta plasmónica o de confinamiento cuántico, nos enfocaremos en la exposición del impacto de combinar efectos multifotónicos y efectos nanoescala. Se analizará el panorama de la instrumentación de señales en biosensores integrados por nanomateriales y el progreso ante el uso de la plasmónica para la adquisición de señales en sistemas biológicos. Aprovecharemos para comentar aspectos importantes de la integración de nanoestructuras para biodetección con materiales nanohíbridos y jerárquicos. Discutiremos algunos métodos de síntesis y de caracterización en el área de biosensores Se propondrá una perspectiva para una mejor interpretación de señales asociadas a agentes biológicos y expresión de moléculas
KEYWORDS: biosensores, óptica no lineal, absorción multifotónica, sensores plasmónicos, nanoestructuras
ACKNOWLEDGMENTS: El autor agradece amablemente al Instituto Politécnico Nacional y a la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación por el apoyo otorgado
Margarita Sánchez Domínguez es Profesora de Investigación en CIMAV Monterrey, México. Es miembro de la Academia Mexicana de Ciencias y del Sistema Nacional de Investigadores del CONAHCYT (nivel 3) Completó un doctorado en Química Física en la Universidad de Bristol (2004), seguido de dos estancias postdoctorales (Institut Charles Sadron, Estrasburgo 2004-2006; Instituto de Química Avanzada de Cataluña, Barcelona 2006-2010). Sus áreas de especialización incluyen la síntesis de nanomateriales en medios confinados (microemulsiones, nanoemulsiones), formulaciones para encapsulación y administración controlada de activos, superestructuras jerárquicas plasmónicas como sustratos SERS y nanosistemas para el diagnóstico del cáncer. Ha publicado más de 90 artículos y 8 patentes, 10 capítulos de libros y es editora de un libro (Nanocolloids, Elsevier)
Plasmonic superstructures as highly sensitive SERS substrates and their application for the detection of tumor cells and emerging pollutants
Margarita Sánchez-Domínguez , M. Edith Navarro-Segura , Emilene Y. Ugalde-Salas , 1 1 1
Ana M Arizmendi-Morquecho , Manuel Ceballos-Guzmán , Jaime Alvarez-Quintana 1 1 1
1
Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S C (CIMAV), Subsede Monterrey Monterrey, Nuevo León, MEXICO
margarita sanchez@cimav edu mx
Currently, there is a high demand for ultrasensitive sensors for both health and environmental applications In recent years, plasmonic hierarchical superstructures have played an important role in the development of new sensors with high detection capacity. These materials can be used as surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates, which base their detection principle on surface enhanced Raman scattering. In this talk, several strategies for the synthesis of plasmonic nano and superstructures will be presented, as well as the evaluation of their performance as SERS substrates for the sensing of model molecules and various contaminants. The synthesis strategies used were chemical synthesis, electrodeposition, and galvanic replacement Decorated nanodendrites, nanostructured hollow polyhedrons, and nanostars based on Au, Ag, Cu and their combinations, were synthesized. Some of the molecules detected at very low concentrations (in the order of picomolar to attomolar level) were: rhodamine 6G, 4aminothiophenol, crystal violet, bisphenol A, triclosan, tetracycline, vancomycin, and tramadol. Furthermore, with the appropriate functionalization of AuCu nanostars, we were also capable of detecting prostate cancer cells (LNCaP). Last but not least, we were able to detect one of the most commonly found perfluoroalkyl and polyfluoroalkyl substances (PFAS), namely perfluorooctanoic acid (PFOA) below 1 ppt, which is below the limit in public drinking water established by EPA in April 2024. Taken together, the obtained results show the high potential of hierarchical plasmonic nano and superstructures for the development of ultrasensitive SERS substrates for environmental and health applications.
ACKNOWLEDGMENTS: We are grateful to CONACYT (INFRA- 2015-255347 and INFRA2019-301639) as well as CIMAV (PI-2024-02) for funding
Dr. Liu Juewen is a professor of chemistry at the University of Waterloo in Canada, a College member of Royal Society of Canada (RSC) and a Tier 1 Canada Research Chair (CRC) in Biosensors & Bionanotechnology. In 2005, he received his PhD from the Department of Chemistry, University of Illinois, USA He has published more than 500 journal research papers and has been cited more than 50,000 times, and selected as a 2022, 2023 and 2004 Clarivate Analytics Highly Cited Researcher. He serves as editor of Biosensors & Bioelectronics and Trends in Analytical Chemistry. Now he is mainly engaged in research related to nucleic acid aptamers for biosensors and drug delivery.
Selection of new DNA aptamers for biosensors
Juewen Liu
Department of Chemistry, University of Waterloo, Waterloo, ON, N2L 3G1, Canada
liujw@uwaterloo ca
Aptamers are single-stranded nucleic acids that are highly useful for designing biosensors. However, a number of aptamers binding to small molecules were reported not to be able to bind their target analytes, such as arsenic, ethanolamine and ampicillin. Most of the selections were performed using immobilized target molecules and the binding studies often relied on heterogeneous assays or gold nanoparticle based assays Some new DNA aptamers selected in our lab using immobilized DNA library will be introduced. Many of the classic aptamers bind purine derivatives such as adenosine, ATP, and theophylline, but most of the previous selections were carried out using the target immobilization method. Our lab has revisited some of the same target molecules including theophylline, adenosine and also some new targets such as caffeine and uric acid using the library immobilization method. Interesting new aptamers were obtained showing dissociation constants in the nanomolar to low micromolar range as characterized using isothermal titration calorimetry Given the biological importance of purine derivatives, biosensors were also designed for their detection.
KEYWORDS: biosensors, fluorescence, SELEX, aptamers, DNA
ACKNOWLEDGMENTS: Funding for this work was from Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC)
Dr. Takeharu Nagai was born in Osaka in 1968. He received his Ph.D. from the Graduate School of Medicine, the University of Tokyo, in 1998. After serving as a researcher in JST PRESTO and other positions, he was appointed Professor at the Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University in 2005 Since 2012, he has served as Professor at SANKEN, Osaka University. In 2017, he was honored with the title of Osaka University Distinguished Professor. Since 2018, he has concurrently served as Director of the Division of Superdimensional Life Imaging, Institute for Open and Transdisciplinary Research Initiatives, Osaka University. In 2022, he was reappointed as Professor at the Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University. His research focuses on the development of bioimaging tools using fluorescent and bioluminescent proteins and their application to life science Representative works are development of an ultrasensitive Ca indicator, yellow cameleon Nano, the brightest luminescent proteins, Nano-lantern, a fast photoswitchable fluorescent protein, Kohinoor, and a world first bioluminescent membrane potential indicator, LOTUS-V, etc. Also, his laboratory developed a trans-scale-scope, AMATERAS that enables optical imaging with an over-one-centimeter field-of-view and a-fewmicrometer spatial resolution. With these technologies, his laboratory is now deciphering how few number element (protein, virus and cell, etc) can make singularity in biological system. Additionally, he is also engaged in the development of lightemitting plants as a novel lighting solution that requires no electricity, aiming to illuminate urban and domestic environments in a sustainable manner.His major honors include the Kihara Memorial Foundation Academic Award, the Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) Prize, the Japanese Society for Photobiology Award, the Osaka Science Prize, the Yamazaki-Teiichi Prize, the Nakatani Grand Prize, and the Shimadzu Prize.In 2023, he founded LEP Inc., where he currently serves as CEO. His hobbies include visiting Shinto shrines, skiing, golfing, leisurely drives through the countryside, and enjoying scientific and business discussions over drinks Favorite saying: "Jiga Sako" Strive to create something original that will stand the test of time.
Trans-scale scope opens up a new horizon in life science research
Takeharu Nagai
SANKEN, The University of Osaka, Ibaraki, Japan ng1@sanken.osaka-u.ac.jp
Conventional scientific approaches often emphasize dominant populations within biological samples, inadvertently overlooking rare outlier cells that may exert outsized influence on biological systems Emerging evidence suggests that such rare cells can play pivotal roles in development, disease progression, and therapeutic resistance. However, studying these cells requires simultaneous observation of extremely large cell populations to capture infrequent yet biologically meaningful events. To address this challenge, we developed AMATERAS—a transscale fluorescence imaging system that combines a 120-megapixel CMOS sensor with a 2× telecentric macro lens. This platform achieves a field of view exceeding 1 cm with a spatial resolution of ~2 µm, enabling single-cell analysis across up to one million cells in a single image AMATERAS allows real-time visualization of cell behaviors such as migration, state transitions, and functional responses, thereby facilitating the detection of ultra-rare events occurring in fewer than 0.01% of cells. Furthermore, integration with a robotic arm and incubator enables fully automated, long-term imaging of adherent cells and organoids under controlled culture conditions. This high-throughput, data-rich imaging platform supports a new paradigm in life science research shifting from average-based to outlier-informed biology. In this symposium, I will introduce the capabilities of AMATERAS and present case studies illustrating its power to uncover unexpected cellular phenomena. By capturing the extraordinary within the ordinary, this approach opens new avenues for understanding complex biological systems and advancing applications in regenerative medicine, cancer research, and drug discovery.
II.CONFERENCIAS INVITADAS
Licenciatura en Bioquímica (QFB), maestría y doctorado en Química Analítica por la Facultad de Química UNAM. Graduado de licenciatura con mención honorífica. Medalla “Gabino Barreda” por estudios de maestría. Titular de la Cátedra Especial “Juan Salvador Agraz” en 1994 y 1995 por excelencia en docencia en la Facultad de Química.
Primer estudiante de la UNAM graduado en el doctorado de Química Analítica en 1997. Medalla "Alfonso Caso" por estudios de doctorado en 1998.
Premio "Distinción Universidad Nacional a Jóvenes Académicos" en el área de Docencia en Ciencias Naturales. Noviembre de 1997.
Programa de máxima productividad: PRIDE nivel D desde 1996 - 2015 Miembro del Sistema Nacional de Investigadores de 1996 a 2002 por decisión propia. Profesor a nivel nacional e internacional de Química Analítica a Microescala Total Asesor en Investigación y Docencia: Rennes-I, Francia; León, España, Wuppertal , Alemania; Manizales, Quíndio, Tunja, Colombia; La Habana, Santa Clara, Santiago de Cuba, Cuba, Santiago de Chile; Angola Miembro del Comité Editorial de las Revista Chilena de Educación Científica y Revista Cubana de Química . Premio Nacional de Química “Andrés Manuel del Río” Área Académica de Docencia Sociedad Química de México, 2015.
Best Poster Prize 66th ISE Taipei, Taiwan International Society of Electrochemistry Meeting, 2015.
Microscale Analytical Potentiometry: Experimental Teaching with Locally Produced Low-Cost Instrumentation
Alejandro Baeza
Micro Analitycal Chemistry Laboratory Faculty of Chemistry National Autonomous University of Mexico, UNAM alexbaezamicrochem.com/publicaciones baeza@unam.mx
In our laboratory, we have developed low cost equipment with locally materials to perform micropotentiometric measurements to teach Instrumental Analytical Chemistry: pH microsensors based on electro generated conductive polymers or W0 rods, AgCl or Ag2S microcrystal with Ag0 transduction to measure chloride and sulfide anions and also microbiosensors based on fresh vegetable tissue to detect hydrogen peroxide, urea and ascorbic acid in several samples including foods, isotonic solutions and microbial systems.
Potentiometric titration with the use of low cost materials are filmed by means of a Smartphone. Data of potential, time and volume are captured with a suitable App to obtain Gran Plots to determine the titre of acid-base, redox and precipitation titrations
Several micro sensoring systems are built and characterized: micro Clark electrode to measure dissolved oxygen, micro amperometric detection of the ending point by Karl Fisher water tritration, micro polarographic enzymatic detection of glutathione reductase, micro carbon paste electrodes for the espetiation of Iridium in a solid superconductor, microfotodetection of sulphites in red wines by microcoulometric titration. Microburets, micro magnetic stirrers and cells and 0.1 mL < v < 1 mL are used.
KEYWORDS: low cost, microISE, microbiosensors, microtrations, Gran Plots, coupled microsystems
Dr. Ateet Dutt obtained a Master's in Nanotechnology from VIT University, India, in 2011. Subsequently, he received his Ph.D. in Electrical Engineering (Solid State Electronics) from CINVESTAV, Mexico City (20122015). He also conducted two years of postdoc research at the Materials Research Institute, UNAM (20162018). He has published more than 70 articles in international peer-reviewed journals. One of his Mexican patents has been granted, and the other is being processed. He has participated in more than 120 international conferences. He is a member of the National Researchers System (Mexico) (level II), which was awarded by the National Council of Science and Technology of Mexico (CONAHCyT). In addition, he has actively participated in forming human resources with 3 bachelor's theses, 4 master's, and 2 doctoral theses already defended His primary research focuses on developing zinc oxide nanowires, silicon nanoparticles, and other metal-oxides for various optoelectronic applications, such as the potential development of LEDs, third-generation solar cells, catalysis (hydrogen production), and sensors (optical biosensors and gas sensors). He heads the maver/denano group at the Materials Research Institute, National Autonomous University of Mexico (UNAM) He is also on the Board of Directors committee of the Mexican Society of Surfaces, Materials, and Vacuum.
Growth of ZnO Nanowires and their applications in medicine
Ateet Dutt
Low-Dimensional Materials, Materials Research Institute, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico City, CDMX, Mexico adutt@iim.unam.mx
Our research is dedicated to developing and characterizing advanced nanomaterials, with a particular focus on hybrid gold–zinc oxide (Au–ZnO) nanowires for chemical and biosensing applications We aim to elucidate how these nanostructures' size, shape, and composition influence their functional performance The unique synergy between Au and ZnO endows these nanowires with exceptional physicochemical properties, enabling the design of highly sensitive and efficient sensing platforms.
In one investigation, we employed one-dimensional ZnO nanowire-based platforms to rapidly detect cancer biomarkers, demonstrating their capability for precise photoluminescent signal generation through nanoscale integration with molecular receptors. Additionally, we achieved tunable photoluminescent responses correlating with analyte concentrations spanning from 1 × 10² to 1 × 10⁸ CFU mL ¹ , facilitating the direct visualization of targeted bacterial cells on ZnO nanowire surfaces
This contact-based nano-biosensing approach supports real-time detection, significantly minimizing processing and response times. This feature is particularly valuable for urgent pathogen identification scenarios. By deeper understanding and precise control of these hybrid nanostructures, we aim to advance their application in clinical diagnostics and other biomedical fields.
Originario del puerto de Veracruz realizó estudios de Física en la Universidad Nacional de México, para volver a su tierra natal y terminar una licenciatura en ingeniería electrónica. Su posgrado lo realizó en el Departamento de Ingeniería Eléctrica del Cinvestav bajo la dirección de Yury Kudriavtsev (Maestría y Doctorado) y Máximo López López (Doctorado) Líneas de Investigación: Interacción de radiación con materia: estudio de la respuesta de materiales tanto orgánicos cómo inorgánicos a excitación con luz, para su aplicación en la implementación de sensores de biomarcadores moleculares.
The use of Raman Spectroscopy in the detection of biomolecules and their interactions
Programa de Doctorado en Nanociencias y Nanotecnología, CINVESTAV CDMX, México; 1 Departamento de Física, CINVESTAV, CDMX, México 2 salvador gallardo@cinvestav mx
This talk will address proposed solutions to various challenges we have faced in the effort to develop future biomolecule sensors based on optical spectroscopies. While it is true that Raman spectroscopy is capable of providing a molecular fingerprint, it is also true that there are significant technical issues such as:
The signal-to-noise ratio for protein samples.
Thermodynamic stability when biomolecules have low melting points.
The lack of statistical robustness when sample quantities are insufficient, and the need for nanoparticles to enhance the efficiency of biomolecule detection using metallic nanoparticles.
The systematic lack of ab initio calculations to determine, from first principles, the energetic positions of the vibrational modes of the molecules under study
All of this aims toward one day achieving success in addressing issues such as:
The early detection of various types of cancer.
The development of molecular therapies for diverse diseases (including cancer).
Formación académica: Licenciatura en Física, Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP). Maestría y Doctorado en Ciencias (Física), Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México (IFUNAM). Distinguida por la academia mexicana de ciencias con el premio Weizmann 2008 a la mejor tesis doctoral en el área de ciencias exactas. y mejor tesis doctoral en el área de ciencia e ingeniería de materiales otorgado por el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM. Líneas de Investigación: Propiedades ópticas de nanopartículas (NPs) metálicas. Propiedades ópticas de clusters metálicos y su interacción con moléculas simples.
Theoretical-numerical Modeling of Metallic Porous Nanostructures
Ana Lilia González
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla ana.gonzalezron@correo.buap.mx
For several decades, porous nanostructures have been widely studied for sensing applications, with shape, size and density of pores being the most important parameters. We present the effect of these parameters on the plasmonic response of silver and gold nanoparticles (NPs) The discrete dipole approximation and the DDSCAT code were used to model the optical response in both the far-field and near-field regime. Spherical, cylindrical and paraboloidal pores are some of the pore shapes we have modeled. In addition, based on experimental observations, we have considered pore sizes in the mesoporosity range. Both single NPs and arrays of periodic NPs have been studied. For the case of periodic arrays, the periodicity is another parameter included in our study. We also show how the electric field inside the NP changes as the refractive index of the medium occupying the pores varies
La Dra. Angélica Domínguez Aragón obtuvo el grado de Ingeniería Química por la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Chihuahua en 2012. Posteriormente, realizó la Maestría y el Doctorado en Ciencia de Materiales en el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV). Su tesis doctoral se centró en el desarrollo de estrategias para la modificación superficial de electrodos mediante nanocompósitos, utilizando nanoestructuras grafénicas como elemento base para la detección electroquímica de analitos de interés en los ámbitos alimenticio, ambiental y clínico Además, obtuvo una beca del Servicio Alemán de Intercambio Académico (DAAD) para realizar una estancia de investigación en el Forschungszentrum Jülich (Centro de Investigación de Jülich) en Alemania, donde desarrolló inmunosensores electroquímicos para la detección de biomarcadores cancerígenos. En 2023, ingresó al Sistema Nacional de Investigadores e investigadoras (SNII) con el nivel 1 Desde 2022, forma parte del equipo de investigación y desarrollo de la compañía Willow Laboratories, ubicada en Irvine, California, empresa especializada en el desarrollo de dispositivos médicos de alta tecnología
The Science of Continuous Glucose Monitoring: Advances and Emerging Technologies
Angelica Dominguez Aragon¹
¹Willow Laboratories Inc., Irvine, California, USA angiedom2389@gmail.com
Abstract: Continuous glucose monitoring (CGM) has redefined the way we understand and manage glucose dynamics, providing real-time data that extends far beyond traditional finger-stick measurements This presentation will explore the scientific principles and technological innovations that have shaped current CGM systems, with particular emphasis on the role of chemistry in sensor function and reliability.
Modern CGM devices use enzyme-based electrochemical sensors that convert biological signals into continuous digital readouts. Advances in enzyme stabilization, signal mediation, and material interfaces have led to sensors capable of operating reliably for extended periods with minimal user input. Surrounding membranes and coatings designed using principles of polymer and materials science play a vital role in protecting the sensor, ensuring biocompatibility, and maintaining signal accuracy
While CGM is now widely used in clinical practice, ongoing challenges remain, including longterm stability, biological variability, and the integration of sensing systems into comfortable, wearable formats. Looking ahead, emerging technologies such as non-enzymatic sensing, microneedle arrays, and multi-analyte platforms are expanding the capabilities of glucose sensors and opening the door to broader applications in personalized health monitoring.
This plenary talk will provide a comprehensive overview of the evolution of CGM technologies, from their chemical underpinnings to the latest advances in materials and device design By bridging fundamental science with applied innovation, the discussion will highlight how interdisciplinary efforts are driving the future of continuous biosensing in healthcare.
El Dr. Luis Olguín estudió la licenciatura en Química y la Maestría en Ciencias Bioquímicas en la Facultad de Química de la UNAM Realizó su doctorado en la Universidad de Cambridge, Gran Bretaña y ahí mismo realizó un posdoctorado sobre ensayos bioquímicos utilizando microchips de microfluídica. En junio de 2009 se incorporó como profesorinvestigador al laboratorio de Biofisicoquímica de la Facultad de Química de la UNAM. Su principal área de investigación es la elaboración de microdispositivos de microfluídica para llevar a cabo reacciones químicas y ensayos biológicos en microgotas. Actualmente es Profesor Titular A de Tiempo Completo en la Facultad de Química, miembro del SIN con nivel II, cuenta con 27 publicaciones arbitradas, 1168 citas y 7 tesis dirigidas de posgrado y 21 de licenciatura.
Eva Ramón-Gallegos , José Esteban Muñoz-Medina , Luis Álvarez-Icaza1, Luis F. Olguin , Oscar Pilloni , Laura Oropeza-Ramos
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, CDMX 04510, México 1
2 Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, CDMX 04510, México.
Laboratorio de Biofisicoquímica, Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México, CDMX 04510, México. olguin.lf@quimica.unam.mx.
4
3 Laboratorio de Citopatología Ambiental, ENCB, Instituto Politécnico Nacional (IPN), Campus Zacatenco, Calle Wilfrido Massieu Esquina Cda. Manuel Stampa, Col. Zacatenco.
5
Alcaldía Gustavo A. Madero, CDMX 07738, México.
División de Laboratorios Especializados, Instituto Mexicano del Seguro Social, CDMX, México
Quantifying viral load is important because it helps monitor disease progression and severity, guides treatment decisions and effectiveness, and influences public health strategies by indicating infectiousness. In this work, we implemented a digital droplet reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (ddRT-LAMP) as an alternative to the gold standard test for the detection and qualification of SARS-CoV-2 (reverse transcription quantitative polymerase chain reaction). In ddRT-LAMP, the RNA sample is diluted and then encapsulated in thousands of droplets with all the biochemical reagents needed. Under these conditions, only one or zero copies are encapsulated on each droplet, producing a positive or negative signal. Then, by quantifying the positive droplets, it is possible to compute the total number of DNA or RNA molecules in the sample. The method has the advantage of using a constant 65 °C temperature throughout the process, resulting in simpler and faster assay times However, critical aspects must be carefully optimized to achieve a successful protocol We demonstrate that this method can detect as few as 100 copies per µL, with a cycle threshold (Ct) value of 28 in clinical samples
ACKNOWLEDGMENTS: K. C. R. acknowledges SECIHTI for a postdoctoral scholarship (CVU 662463). This work was financially supported by UNAM-PAPIIT grants IT100922 and IN211623, SECTEI grant SECTEI/248/2021, and the Faculty of Chemistry, UNAM (PAIP 50009023)
Juan Manríquez Rocha obtuvo un doctorado y una maestría (ambos en Electroquímica) del Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica S C (CIDETEQ, enero 2007 y mayo 2002, respectivamente), luego de obtener una Licenciatura en Química de la Universidad de Guanajuato (marzo 1999) Obtuvo dos veces el Premio a "La mejor tesis en electroquímica" por La Sociedad Mexicana de Electroquímica, SMEQ (segundo lugar categoría Licenciatura, 1999; primer lugar categoría Maestría, 2003) En mayo 2006 realizó una estancia de investigación en The Maurice Morton Institute of Polymer Science and Polymer Engineering, Universidad de Akron, OH, EEUU, bajo la dirección del Dr. George R. Newkome y el Dr. Charles N. Moorefield. El Dr. Manríquez Rocha tiene un puesto de Investigador Titular nivel E en CIDETEQ y es integrante de la Subdirección de Investigación en Agua y Ambiente de la Dirección de Ciencia de la misma institución. El Dr. Manríquez Rocha ha enfocado sus trabajos de investigación en el diseño y preparación de electrodos químicamente modificados con materiales nanométricos para aplicaciones en electroanálisis, electrocatálisis, fotovoltaica y fotocatálisis, con un interés particular en la construcción de celdas solares sensibilizadas con tintes, la generación electroquímica de H2 a partir de la oxidación de urea, la reducción electrocatalítica de CO2 en medio no acuoso, la conversión fotocatalítica de CO2 a etanol en medio acuoso, la construcción de detectores amperométricos de ácido úrico en sangre para el diagnóstico clínico de la hiper- e hipo-uricemia y preeclampsia, así como el estudio electroquímico de muestras de raspado de cuello uterino para la detección de proteínas asociadas al cáncer cervicouterino Actualmente, el Dr Manríquez se encuentra desarrollando dos proyectos de investigación principales. El primero consiste en estudiar los efectos de la magnetostricción sobre la respuesta fotocatalítica de óxidos semiconductores magnéticos diluidos, y el segundo se enfoca en la detección electroanalítica de sucralosa contenida en productos alimenticios y su degradación vía fotocatalítica en medio acuoso en virtud de que la sucralosa es un contaminante emergente del agua. El Dr. Manríquez Rocha ha publicado más de 89 artículos en revistas internacionales revisadas por pares y 6 capítulos de libros coeditados con un índice H de 19 (Scopus) Ha dirigido 1 estancia posdoctoral y 43 tesis distribuidas de la siguiente manera: 8 de doctorado, 13 de maestría, y 17 de licenciatura, incluyendo 5 tesinas de especialidad tecnológica Actualmente es miembro del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores (SNII) con Nivel 3 y es miembro regular de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) El Dr Manríquez Rocha ha tenido una activa participación en el desarrollo institucional de CIDETEQ y la formación de profesionales de la electroquímica y la ingeniería ambiental en los posgrados de dicha institución. En este contexto, el Dr. Manríquez Rocha estuvo encargado de la Coordinador del Posgrado en Ciencia y Tecnología con especialidad en Ingeniería Ambiental del 15 de marzo de 2011 al 12 de abril de 2012. Posteriormente fue ascendido al cargo de Subdirector de Estudios de Posgrado del 13 de abril de 2012 al 15 de mayo de 2013. Asimismo, fungió como Secretario de la Sociedad Mexicana de Electroquímica SMEQ en la mesa directiva 2011-2013. Recientemente, el Dr Manríquez Rocha fue corresponsable de dos convenios internacionales para movilidad de estudiantes de posgrado e investigadoras(es)
ERASMUS+ celebrado entre la Università Ca' Foscari de Venecia, Italia y el CIDETEQ, México (2019-2022 y 2023-2027) Por otro lado, el Dr Manríquez Rocha es responsable de un convenio internacional de colaboración celebrado entre la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Diseño Industrial (ETSIDI) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), España y el CIDETEQ (2022-2025)
Electrode Materials Processing to Prepare Chemically Modified Electrodes for Electroanalysis Applications
Juan Manríquez
Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica S C , Parque Tecnológico Querétaro s/n, Sanfandila, Pedro Escobedo, 76703, Qro., Mexico jmanriquez@cideteq.mx
The main goal of this talk is to describe how the systemic concept of chemistry nano-architectures has been employed as a guide for electrode materials processing to prepare chemically modified electrodes for electroanalysis applications In this way, we will share with the audience some relevant results obtained in our laboratory for preparing electrochemical detectors for quantifying molecules impacting the quality of food products or that are risk factors for promoting public health problems. For instance, we will discuss the electrochemical detection of sucralose in commercial food products and uric acid in human serum for the early diagnosis of hypo/hyperuricemia and gestational preeclampsia.
This research was supported by: Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica S.C. (CIDETEQ, Mexico, grant 23.INT026), FOMIX QUERETAROCONACYT (grant QRO-2010-C01-145394), and Secretaria de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI, Mexico, grant CBF2023-2024-1729)
Vanessa Vallejo holds a Ph.D. and M.Sc. in Biotechnology from the Center for Research and Advanced Studies of the National Polytechnic Institute (CINVESTAV). She completed a postdoctoral fellowship in Engineering at the Autonomous University of Querétaro (UAQ), based on her research in the field of biocatalysis. She earned her degree in Biochemical Engineering from the Instituto Tecnológico de Veracruz. She has over 13 years of professional experience in the fields of biotechnology, enzymology, and biosensors. In 2012, she designed and established the Biomedical Engineering undergraduate program at UAQ, which she coordinated for 12 years. More recently, she developed the Master's program in Biomedical Sciences, for which she currently serves as coordinator. She is a full-time professor and researcher at the Faculty of Engineering at UAQ, where she also leads the Biosensors Laboratory (BIOSENS) Dr Vallejo has participated in several research projects and is the author of more than 20 articles published in indexed scientific journals, one book chapter, and a patent application, as well as numerous presentations at national and international conferences. She is a member of the National System of Researchers (CONACYT) and holds a PRODEP profile recognized by the Ministry of Public Education (SEP) Recently, her research group received an honorable mention from the National Council of Science and Technology of the state of Querétaro for their contributions to technological development and innovation in the field of human safety biosensors.
Development of an Electrochemical Biosensor for Sarcosine Detection Using Sarcosine Oxidase
Nanoparticles
Paola
Galindo de la Rosa , Abraham Ulises Chávez Ramírez , Vanessa Vallejo Becerra a
González Olvera , Aaron Rodríguez López , Alejandra Álvarez López , Juan de Dios
a b a Universidad Autónoma de Querétaro, Querétaro México vanessa vallejo@uaq,mx a Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en electroquímica b vanessa vallejo@uaq mx
Recent studies have identified specific biomarkers in various types of cancer Biomarkers are biomolecules that are produced only when the disease is present and can be detected using appropriate methods. Prostate cancer has been observed to be associated with the presence of sarcosine, which has generated interest in using it for the early detection of this disease due to the specificity of the enzyme sarcosine oxidase in recognizing sarcosine. Enzymatic detection methods represent a highly promising option, as they offer benefits such as high sensitivity and specificity toward their substrates, portability, and the possibility for miniaturization and mass production In some cases, these enzymes can be reused, which reduces the cost of the detection process and allows for their use in real-time disease diagnosis and monitoring. However, the direct immobilization of the enzyme on different substrates can affect its spatial conformation, negatively impacting its enzymatic activity and thus reducing the detection level.
As a solution to this issue, research has focused on the synthesis of enzyme nanoparticles. Therefore, the aim of this project is to synthesize and characterize sarcosine oxidase nanoparticles for use in the development of an amperometric biosensor capable of quantifying sarcosine
KEYWORDS: enzyme nanoparticles, sarcosine oxidase, biosensor, prostate cancer
Investigador posdoctoral en el Instituto Nacional de Salud Pública con el proyecto "epidemiología genómica y espacial de Salmonella enterica resistente a antibióticos en México". Investigador colaborador en la Universidad de Florencia Italia y profesor en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla y Universidad Politécnica Metropolitana de Puebla. Realizó estancias de investigación en el Instituto de Investigaciones Médicas Hospital del Mar, Barcelona, España, en el Laboratorio Antidoping, Habana, Cuba y en el Centro de Química de la Universidad de Florencia, Italia. Doctor en Ciencias Ambientales con mención cum-laude por el Instituto de Ciencias de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla con líneas de investigación en la detección y vigilancia epidemiológica de la resistencia a los antimicrobianos, manejo integral de recursos hídricos y gestión de cuencas, desarrollo y aplicación de biosensores electroquímicos y ópticos, además de biodegradación de contaminantes ambientales. Miembro del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores (SNII). Ha publicado en revistas interdisciplinarias de alto impacto en temas relacionados con la contaminación ambiental en suelo y agua, monitoreo y vigilancia ecosistémica para la resolución de problemas en salud pública y ambiental, tales como Talanta, Biosensors, Chemosensors, Internation Journal of Environmental Research and Public Health y Soil and Water Reseach además de capítulos de libro en la editorial Elsevier. Es revisor de las revistas Science of the Total Environment, Biosensors y Talanta.
Genosensor and Microfluidic
Card-based Electrochemical Assay for the Detection of Antimicrobial Resistance Genes
1 Institute of Science, Meritorious Autonomous University of Puebla, Puebla, Mexico
Population Health Research Center, National Institute of Public Health, Cuernavaca, Morelos, Mexico
2 Department of Chemistry, University of Florence, Sesto Fiorentino, Florence, Italy 3 eduardo.reynoso@insp.edu.mx
Antimicrobial resistance poses a significant threat to global public health, drastically reducing the effectiveness of drugs against infections Consequently, there is a marked need to develop analytical methods for the determination of antibiotic resistance genes in environmental and clinical matrices. This work presents an electrochemical assay that couples dual sample and signal amplification with DNA-modified magnetic particles, all through a microfluidic approach for the detection of the sulfonamide resistance genes sul1 and sul4. The genes, extracted from Escherichia coli cells, were amplified using an isothermal amplification at 37 °C. For the analysis of the amplicons, the assay was performed using a low-cost, chip-based system that implements a microfluidic system, requiring minimal manual work and small sample volumes The target amplicon was captured and isolated using DNA-modified magnetic beads injected into the microchannel An enzyme-based signal enhancement was exploited for the subsequent electrochemical detection. The platform achieved detection limits of 44.2 pM for sul1 and 48.5 pM for sul4. Furthermore, it was capable of detecting sul1 amplification products extracted from living Escherichia coli cells in approximately one hour, enabling numerous end-point analyses from a single amplification reaction and presenting a rapid and sensitive alternative for monitoring antimicrobial resistance.
KEYWORDS: antimicrobial resistance, genosensors, magnetic particles, microfluidics, isothermal amplification
ACKNOWLEDGMENTS: Eduardo Canek Reynoso was funded by the “Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación” through the grant for international research (06/2022) and “Estancias Posdoctorales por México” (857103). Ilaria Palchetti acknowledges financial support from Regione Toscana Bando Salute 2018 (Research project CUP n D78D20000870002)
La Dra. Tatiana Fiordelisio es bióloga por la Facultad de Ciencias de la UNAM y Doctora en Ciencias Biomédicas por el Instituto de Fisiología Celular de la misma universidad. Realizó estancias posdoctorales en Alemania, Francia y México, especializándose en neuroendocrinología y fisiología celular Desde 2005 es profesora de tiempo completo en la Facultad de Ciencias, donde fundó el Laboratorio de Neuroendocrinología Comparada y actualmente coordina el Laboratorio Nacional de Soluciones
Biomiméticas para Diagnóstico y Terapia (LaNSBioDyT). Su trabajo se ha caracterizado por promover la investigación transdisciplinaria en el desarrollo de tecnología biomédica accesible. Ha liderado equipos integrados por biólogos, físicos, químicos, médicos e ingenieros, impulsando proyectos innovadores en torno al diagnóstico temprano de enfermedades. Durante la pandemia por COVID-19 desarrolló un biosensor para la detección rápida del virus SARS-CoV-2, que permitió realizar más de 45 mil diagnósticos, y actualmente trabaja en nuevas aplicaciones para virus como el VPH y biomarcadores de enfermedades metabólicas Cuenta con diversas distinciones nacionales e internacionales, y ha consolidado un enfoque de investigación traslacional que busca llevar los avances científicos al ámbito clínico para mejorar el acceso a la salud Su trayectoria la posiciona como una voz clave en la construcción de políticas científicas y tecnológicas orientadas al bienestar social.
3ERSIMPOSIONACIONALDE
1al3deoctubrede2025,CiudaddeMéxico
Innovación en Diagnóstico: Desarrollo de un
Biosensor
para la Detección Rápida y Precisa de Biomoléculas
Tatiana Fiordelisio1
Departamento de Ecología y Recursos Naturales, Facultad de Ciencias 1 tfiorde@ciencias unam mx
El Laboratorio Nacional de Soluciones Biomiméticas para Diagnóstico y Terapia (LaNSBioDyT) desarrolla materiales y dispositivos inspirados en la biología con el objetivo de resolver problemas médicos de diagnóstico y terapia y traducir innovaciones científicas en productos con impacto social Con un enfoque transdisciplinario e intergeneracional, el laboratorio integra conocimientos de biomedicina, biofísica, biología molecular, matemáticas, computación y diseño industrial, lo que ha permitido consolidar capacidades de fabricación y caracterización de dispositivos de alta especialidad
Una de las principales líneas de trabajo es la innovación en plataformas de diagnóstico tipo Point-of-Care (POC) Estas buscan superar las limitaciones de los métodos tradicionales de laboratorio, que suelen ser costosos, poco portátiles y con tiempos prolongados de entrega de resultados, así como de las pruebas rápidas convencionales, que presentan baja sensibilidad, carácter cualitativo y detección limitada de analitos La solución propuesta es un biosensor versátil capaz de detectar ADN/ARN, proteínas y anticuerpos a partir de una mínima cantidad de muestra y entregar resultados en cuestión de minutos Su diseño se basa en un sistema microfluídico simplificado (“microfluídica sin fluídica”) que emplea perlas magnéticas movilizadas por imanes dentro de un casette desechable, integradas a un analizador automatizado de bajo costo y fácil operación. Este biosensor ha sido validado en distintas aplicaciones, incluyendo la detección de hormonas hipofisiarias, gonadales y tiroideas, así como en estudios de inmunorreactividad y monitoreo de patógenos. Un caso emblemático fue el desarrollo del kit MyRNA FasTest® COVID-19 plate, que alcanzó sensibilidades y especificidades superiores al 80% con RNA purificado. Estos resultados demuestran el potencial de la plataforma para responder a necesidades diagnósticas urgentes con eficacia y rapidez. Actualmente, se avanza en la aplicación del sistema a la detección de VPH como estrategia de prevención del cáncer cervicouterino, además de pruebas relacionadas con enfermedades endocrinas y autoinmunes.
La trayectoria tecnológica se encuentra en niveles de maduración TRL 5–6, lo que ha implicado retos de inversión, escalamiento y vinculación con la industria. En este sentido, el LaNSBioDyT impulsa un modelo sistémico de creación de empresas de base científico-tecnológica, donde el conocimiento generado en el ámbito académico se transforma en productos y servicios innovadores mediante licenciamientos, spin-offs y colaboraciones estratégicas. En conjunto, la propuesta de este biosensor representa una alternativa tecnológica que democratiza el acceso al diagnóstico clínico, al ofrecer rapidez, precisión, portabilidad y facilidad de uso. Su implementación contribuirá a mejorar la atención médica preventiva y personalizada, al mismo tiempo que abre oportunidades de transferencia tecnológica y desarrollo de nuevas empresas basadas en ciencia en México
Es Químico Farmacéutico Biólogo y Doctor en Ciencias Biomédicas por la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) Realizó una estancia posdoctoral en el área de Toxinología en el laboratorio del Dr. Lourival Possani Postay en el IBt de la UNAM. Cuenta con 27 publicaciones en revistas internacionales indexadas y arbitradas (Citas 867; Factor h:15; Factor i10:19), 15 artículos de divulgación científica y un capítulo de texto científico. Es revisora por pares de varias revistas indexadas. Ha obtenido financiamiento para realizar investigación independiente y es miembro del SNII Nivel 2. Su línea de investigación se centra en analizar la respuesta inmune humoral ante enfermedades infecciosas emergentes y re-emergentes, seleccionando y caracterizando a anticuerpos humanos con capacidad neutralizante usando a las células B, como líneas productoras estables. Además, está enfocada en el diseño y la construcción de nuevos formatos de anticuerpos para usarse como herramientas biotecnológicas en el diagnóstico y la terapéutica.
Development of a System for the Detection of IgG Antibodies Against the Envelope (E) Protein of All Dengue Virus (DENV) Serotypes
María Martha Pedraza Escalona
SECIHTI-Unidad de Desarrollo e Investigación en Bioterapéuticos (UDIBI), Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional, Mexico City, Mexico maria.pedraza@secihti.mx
Dengue virus (DENV) remains a major public health concern in Mexico, where all four serotypes co-circulate and are transmitted by mosquitoes of the Aedes genus This study aimed to evaluate the presence of serotype-specific antibodies against DENV by constructing and expressing the surface region of the recombinant envelope (E) protein, which is the primary target of neutralizing antibodies. Gene constructs corresponding to each DENV serotype (1, 2, 3 and 4) were designed to include an interleukin-2 (IL-2) signal peptide at the 5´end, and both a His-tag, and an AviTag at the 3´end. These constructs were cloned into the pcDNA3.1+ expression vector and transfected into Expi293F cells. The recombinant proteins were subsequently purified via nickel affinity chromatography, resulting in high expression yields and enabling detailed physicochemical characterization ELISA assays performed with sera from individuals across various regions of Mexico who had recovered from DENV infection demonstrated serotype-specific IgG recognition of the E proteins from each DENV serotype. All participants provided written informed consent prior to inclusion in the study, which was approved by the Research Ethics Committee of the National School of Biological Sciences, National Polytechnic Institute. These findings suggest that the developed system may serve as a valuable tool for the differential diagnosis of DENV infections, particularly in areas where multiple arboviruses are endemic
KEYWORDS: antibodies; DENV serotypes, ELISA assay, E protein
ACKNOWLEDGMENTS: This study was supported by SECIHTI (Proyecto Ciencia Básica y de Frontera 2023-2024-2209) and UDIBI.
El Dr. Armando Hernández García se graduó como Químico de Alimentos en la Facultad de Química, de la UNAM. Realizó estudios de maestría en la Universidad de Lund, localizada al sur de Suecia Su tesis de Maestría fue realizada en el departamento de Biofisicoquímica con la Profa. Sara Linse. Sus estudios de doctorado los realizó en el laboratorio de Fisicoquímica y Materia Suave de la Universidad de Wageningen con supervisión del Prof. Martien Cohen Stuart y Dr. Renko de Vries. Realizó su investigación postdoctoral en el Instituto Simpson Querrey de Bionanotecnología de la Universidad de Northwestern bajo supervisión del Prof. Samuel Stupp. En 2014 recibió la beca PEW para latinoamericanos. En 2022 fue nombrado Investigador Nacional Nivel 2 por parte de CONAHCyT (SECIHTI), México Cuenta con más de 30 artículos publicados, 3 patentes aceptadas y 1 en proceso de evaluación. Ha graduado a más de 15 estudiantes de licenciatura, maestría y doctorado. Imparte la clase de Bionanotecnología en los programas de posgrado en UNAM. Ha recibido múltiples financiamientos nacionales e internacionales y en 2019 fue el ganador del Premio nacional a la Innovación en Bionano otorgado por el CINVESTAV y NeolPharma. Es responsable del laboratorio de Ingeniería Biomolecular y Bionanotecnología en el Instituto de Química de la UNAM desde el 2017
CRISPR-Cas Systems as Biosensors for Genetic Detection of Pathogens
Armando Hernandez-Garcia
Laboratory of Biomolecular Engineering and Bionanotechnology, Institute of Chemistry, National Autonomous University of Mexico, Mexico City, Mexico. armandohg@iquimica.unam.mx
CRISPR-Cas systems hold great promise as functional biosensors for the genetic detection of pathogens. These systems consist of a programmable complex formed by a CRISPR-associated protein and a guide RNA, which together recognize specific DNA or RNA sequences with high precision We have developed robust CRISPR-Cas-based detection platforms that achieve sensitivity and specificity comparable to RT-qPCR Our methods have successfully detected pathogens of major public health concern, including SARS-CoV-2, Dengue virus, and the parasite Trypanosoma cruzi. In particular, we have exploited the unique properties of two CRISPR-Cas systems: Cas12a and Cas7-11. These systems exhibit target-activated enzymatic activities, Cas12a with a collateral single-stranded DNA nuclease activity, and Cas7-11 (via the accessory protein Csx29) with a protease activity that specifically cleaves reporter proteins. We harness these activities to produce fluorescent or colorimetric signals, enabling detection through plate readers, lateral flow devices, or by the naked eye Our detection platforms have been iteratively optimized for speed, sensitivity, and ease of use. In some cases, coupling with isothermal amplification allows detection of as few as 10 target copies within minutes, and in other instances, even enables detection of yoctomolar concentrations of the target genetic material. Here, we present a range of strategies that leverage the advantages of CRISPR-Cas systems to enable rapid, sensitive, and lowcost pathogen detection. These advances highlight the potential of CRISPR-based diagnostics for decentralized, field-deployable applications
ACKNOWLEDGMENTS: This work was supported by UNAM-PAPIIT (IV200820).
Naser Qureshi es investigador en el ICAT (antes CCADET) desde el 2007. Cursó la Licenciatura en Física en Princeton University; el Doctorado en Física en University of California, Santa Bárbara; y realizó una estancia posdoctoral en Ingeniería Eléctrica en University of California, Santa Cruz. Recientemente realizó estancias de investigación en Massachusetts Institute of Technology en el Departamento de Materiales.
Sensores de Microondas y Terahertz
Naser
Qureshi1
ICAT, Grupo académico Microwave Photonics, Universidad Nacional Autónoma de México 1 naser qureshi@icat unam mx
Un campo emergente en biosensores es el uso de radiación terahertz y ondas milimétricas para la detección de sustancias y estructuras de relevancia ambiental y biológica. En esta plática se resumen tres ejemplos. Primero, el uso de espectroscopía terahertz ofrece una manera accesible y eficiente de detectar contaminantes químicos en el agua. Segundo, la radiación a frecuencias de GHz ofrece una sonda relativamente fácil de implementar para detectar estructuras dentro de tejidos de relevancia ambiental, como son los troncos de árbol Tercero, estos dos tipos de radiación pueden ser integrados en técnicas de microscopía para para buscar estructuras pequeñas dentro de tejidos. Se resumen también metodologías para desarrollar los instrumentos involucrados.
La Dra. Argelia Pérez Pacheco estudió Física en la Facultad de Ciencias de la UNAM. En el 2009 obtuvo su grado de doctora en Ciencia en Ingeniería de Materiales por la UNAM con mención honorífica. Ha realizado 5 estancias posdoctorales: 4 de ellas en la UNAM y una en Madrid, España, en la Universidad Autónoma de Madrid (CMAM-UAM)
Actualmente es Investigadora en Ciencias Médicas y Coordinadora de la Unidad de Investigación y Desarrollo Tecnológico (UIDT) del Hospital General de México “Dr Eduardo Liceaga” (HGM) Pertenece al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) Nivel 1. Vocal del Comité de Investigación del Hospital General de México. Fue miembro de la Red de Biofotónica del CONACYT y del 2020 al 2022 Guest Editor de la Revista Springer Nature Applied Science del Topical Collections “Biophotonics”. Sus líneas investigación se enfoca al estudio de biofluidos y tejido biológico por fotoacústica, instrumentación, análisis de bio-señales y estudios de percepción y cognición. Le gusta leer, nadar, bailar y pasar un buen rato con amigos, defensora de la educación pública y gratuita y de los derechos de los humanos y de los animales.
Sensing the Erythrocyte Sedimentation Rate in Healthy, Anemic and Leukemic Human Blood Using Laser Light Pulses
Argelia Pérez Pacheco
Unidad de Investigación y Desarrollo Tecnológico (UIDT)- Dirección de Investigación Hospital General de México “Dr. Eduardo Liceaga”. CDMX, México. argeliapp@ciencias.unam.mx
The erythrocyte sedimentation rate (ESR) is a widely utilized hematological test that assesses the rate at which red blood cells (erythrocytes) settle in a vertical tube over one hour This sedimentation process is influenced by various factors, including erythrocyte count and morphology, plasma protein concentrations (notably fibrinogen and globulins), the negative surface charge of erythrocyte membranes, and plasma viscosity. Elevated ESR values are associated with increased levels of acute-phase reactants, making it a useful, albeit non-specific, marker for inflammatory, infectious, and neoplastic conditions. However, the ESR test is susceptible to various errors, both pre-analytical and analytical, limiting its diagnostic specificity. In this talk, we will show an application of the pulsed photoacoustic (PA) technique to assess the erythrocyte sedimentation rate (ESR) in blood samples from healthy individuals and patients diagnosed with anaemia and leukaemia. The PA technique relies on the generation of acoustic waves resulting from the absorption of short laser pulses by chromophores within the sample. These waves are captured by ultrasound detectors and subsequently analysed. By combining the specificity of optical absorption with the depth-penetration and sensitivity of ultrasound detection, the PA technique offers improved performance over conventional ESR methods. Our results highlight its potential as a powerful tool for biomedical research and a promising candidate for clinical pre-diagnosis
KEYWORDS: Pulsed photoacoustic, The erythrocyte sedimentation rate (ESR), Human whole blood
Obtuvo el grado de doctor (PhD) en 1997 en el Instituto Tecnológico de Tokio, Japón, con la tesis titulada “Estructura y función de los péptidos activadores del espermatozoide de estrella de mar”. Posteriormente, realizó una estancia posdoctoral y se desempeñó como Investigador Asociado en el grupo del Dr. Alberto Darszon (Instituto de Biotecnología, UNAM), trabajando en la señalización del quimioatrayente en espermatozoides de erizo de mar. A partir de 2011, se convirtió en Líder Académico en el mismo instituto, donde formó el consorcio “Fisiología del espermatozoide” junto con el Dr. Darszon y la Dra. Claudia Treviño. Ha trabajado en el análisis de respuestas celulares del espermatozoide mediante la medición de cambios en el pH intracelular y el Ca²⁺ intracelular, utilizando indicadores fluorescentes sintetizados químicamente (“sensores químicos”) con alta resolución temporal. Asimismo, estableció técnicas de microscopía de fluorescencia con iluminación estereoscópica por LED para adquirir imágenes fluorescentes de espermatozoides. En los últimos diez años, ha producido diversas proteínas recombinantes fusionadas a proteínas fluorescentes, facilitando el estudio de interacciones moleculares. En particular, ha desarrollado herramientas para estudiar la interacción entre nucleótidos cíclicos y dominios de unión a estos nucleótidos, utilizando Transferencia de Energía por Resonancia de Fluorescencia (FRET). Recientemente, desarrolló un ensayo de unión para detectar disruptores endocrinos, empleando el receptor de estrógeno etiquetado con una proteína fluorescente. Por lo anterior, el “Desarrollo de biosensores fluorescentes” constituye su segunda línea de investigación, además de la “Fisiología molecular del espermatozoide”.
Fluorescent Biological Probes Based on Recombinant Proteins or Peptides Tagged with Fluorescent Proteins
Edith O. López-Romero, Emma L. Arévalo-Salina, César Arcos-Hernández, Yoloxochitl SánchezGuevara, Carmen Beltrán, Gloria Saab-Rincón, Takuya Nishigaki*
Laboratorio Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuernavaca, Morelos, 62210 takuya nishigaki@ibt unam mx
Fluorescent proteins (FPs) are essential tools in cell biology, widely used as reporters of protein expression and localization. Many genetically encoded biosensors have also been developed based on FPs. In contrast, chemically synthesized fluorophores are often preferred for in vitro biosensors and bioprobes due to their small size and stability. Consequently, the use of FP-tagged recombinant proteins in in vitro assays remains relatively underexplored. To address this gap, we have produced several FP-tagged recombinant proteins to evaluate their utility in in vitro fluorescence-based assays One example is a binding assay between a FP-tagged cyclic nucleotidebinding domain and a fluorescent analogue of cyclic nucleotides, based on Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET).
Recently, we developed a competitive FRET assay to detect estrogenic endocrine-disrupting chemicals (EDCs), using the intrinsically fluorescent phytoestrogen coumestrol as the FRET donor and a recombinant ligand-binding domain of human estrogen receptor α (LBD-hERα) tagged with mTurquoise2 (mTq2), a bright cyan FP, as the FRET acceptor. A major challenge of this project was the low yield of functional LBD-hERα-mTq2 protein in E coli This was overcome by supplementing the bacterial culture with 3% ethanol, which improved yield over 40fold, likely through chaperone induction. The FP tag also facilitated real-time monitoring of protein yield and integrity throughout purification. We believe that expanding the use of FPtagged proteins in in vitro systems offers new opportunities for biochemical assay development and biosensor design.
Me desempeño como profesor en los departamentos de Microbiología y Bioquímica de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB) del Instituto Politécnico Nacional y realizando labores de investigación dentro del laboratorio de Protección Vegetal del departamento de Microbiología Obtuve la licenciatura como Químico Bacteriólogo Parasitólogo en la ENCB y posteriormente realicé mis estudios doctorales en el Instituto de Química de la UNAM con dos estancia de investigación en la Universidad de Ciencias Agrícolas de Suecia (SLU) en el año 2014 y 2016, mi tesis doctoral fue enfocada obtención de péptidos bioactivos contra un virus fitopatógeno, derivado de esta investigación logré incursionar en el campo de la nanoquímica y la espectroscopia Raman, posteriormente obtuve un contrato como investigador postdoctoral en la Universidad de Linköping en Suecia donde trabajé en el área de espectroscopia Raman y nanoquímica para el estudio de interfases químicas y biológicas enfocado al estudio de plagas. En mi trayectoria dentro del IPN eh sido director y co-director de tesis de licenciatura y actualmente co-director de tesis de maestría y doctorado en el programa de posgrado de Ciencias Quimicobiológicas del IPN Desde el año 2022 eh obtenido financiamiento para investigación por parte de la Secretaria de Investigación y Posgrado del IPN como director de proyectos en programas de innovación para profesores y programa de consolidación de profesores. Tuve la oportunidad de ser parte del comité organizador del 2do Simposio Nacional de Biosensores en la UNAM así como organizador del Primer Simposio de la ENCB en la sanidad agrícola y pecuaria en el año 2024. Actualmente soy líder del grupo de investigación de agroquímica y quimiosensores en agricultura del laboratorio de Protección Vegetal de la ENCB, donde realizamos junto a mi equipo de trabajo y colaboradores investigación en diseño de quimio y bio sensores nanoestructurados para el diagnóstico de enfermedades en cultivos causadas por bacterias y virus fitopatógenos así como colaboración con otras instituciones para diseño de sensores con aplicación a diagnóstico de enfermedades de interés veterinario Soy parte del Sistema Nacional de Investigadoras e Investigadores con distinción Nivel 1.
Quimiosensores Plasmónicos Tipo Nariz
Optoelectrónica Aplicados al Diagnóstico
Fitosanitario y Agropecuario
José Silvestre Mendoza Figueroa
Laboratorio de Protección Vegetal, Departamento de Microbiología, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional.
El diagnóstico fitosanitario de enfermedades comienza por reconocimiento de síntomas y signos en campo sin embargo en ocasiones la enfermedad se encuentra en estado avanzado y entorpece su manejo oportuno. Por esta razón en el grupo de trabajo se realiza investigación sobre el diseño y fabricación de quimiosensores basados en nanopartículas de oro que puedan utilizarse como métodos de diagnóstico presuntivo en etapas tempranas de enfermedades, enfocándonos a diagnóstico de bacterias fitopatógenas, virus y diferenciación de cepas fúngicas productoras de micotoxinas. Nuestra estrategia experimental consta de fabricación de quimiosensores tipo nariz, donde los receptores olfatorios son nanopartículas de oro las cuáles actúan como elemento transductor del sensor Estos sensores se diseñan para reaccionar con compuestos volátiles producidos por fitopatógenos o por la planta, cuando los compuestos volátiles interaccionan con las nanopartículas del elemento de sensado se observa un cambio de color debido a la modificación de la resonancia de plasmón localizada en superficie, dicho cambio es capturado por fotografías y analizado en un algoritmo de análisis de imagen para poder obtener valores numéricos RGB. Los valores RGB nos permiten entonces realizar estudios de quimiometría por análisis multivariante En nuestros resultados ha sido posible clasificar especies de bacterias fitopatógenas, clasificar plantas con enfermedades virales, diferenciar entre tipos de virosis en jitomate y diferenciar cepas de hongos productores de aflatoxinas Se pretende además acoplar moléculas bio receptoras que permitan incrementar la especificidad de dichos sensores para el diagnóstico específico de fitopatógenos o bien de bacterias de interés agropecuario.
KEYWORDS: quimiosensores, plasmón, fitopatógenos, nanopartículas de oro, optoelectrónica
ACKNOWLEDGMENTS: El autor agradece a la Secretaría de Investigación y Posgrado (SIP) del IPN por el financiamiento durante los años 2022-2025
III.PONENCIAS
6
Aplicaciones del sistema SPR en el desarrollo de biosensores de cáncer en etapa temprana: páncreas y pulmón
Victor Flores , Jordan Escobar , Ricardo Buendia , Juan Cuanalo , Carlos Contreras , 1 2 3 4 5
Svetlana Mansurova , Rubén Ramos 6 6
1 Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), Puebla, México jordan escobar@alumno buap mx
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Puebla, Mexico victor flores@inaoe mx
2 Facultad de Ciencias, Universidad de las Américas (UDLAP), Puebla, México ricardo buendiaca@udlap mx 3 Universidad Tecnológica de Troyes, Troyes, Francia. juan pablo.cuanalo fernandez@utt.fr 4 Jardín Botánico, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), Puebla, México. 5 carlos.contreraspar@correo.buap.mx Departamento de Óptica, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Puebla, México. rgarcia@inaoep.mx , smansur@inaoep.mx
Resumen: El cáncer de pulmón y el adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC) continúan siendo de las principales causas de mortalidad oncológica, con diagnósticos frecuentemente tardíos y opciones terapéuticas limitadas. Estas limitaciones motivaron el desarrollo de métodos de detección temprana basados en la identificación de marcadores moleculares específicos. El objetivo de esta investigación fue diseñar y evaluar receptores biomoleculares dirigidos a biomarcadores y variantes mutadas de KRAS asociadas a ambos tipos de cáncer, así como validar preliminarmente su implementación en un sistema de biosensado óptico. Se emplearon simulaciones de acoplamiento molecular y dinámica molecular para analizar la afinidad de aptámeros y sondas de ADN monocatenario frente a antígenos clave como CEA, haptoglobina y NSE, así como frente a las mutaciones G12C y G12V de KRAS Adicionalmente, se diseñaron y sintetizaron secuencias específicas de reconocimiento que fueron inmovilizadas sobre superficies sensoriales de chips SPR Como parte de los resultados, se obtuvieron energías de afinidad favorables en los modelos computacionales y se generaron sensogramas experimentales de funcionalización por SPR, que confirmaron la unión estable de los receptores diseñados Estos hallazgos demuestran la factibilidad de integrar el modelado computacional y el biosensado basado en resonancia de plasmones superficiales para la detección específica y en tiempo real de biomarcadores tumorales Se concluye que esta aproximación constituye una estrategia prometedora para el desarrollo de plataformas de diagnóstico precoz y monitoreo terapéutico en cáncer de pulmón y páncreas
Agradecimientos: Al Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) por el apoyo brindado para el desarrollo experimental de este proyecto. A la competencia iGEM del MIT, cuyo programa de patrocinadores hizo posible contar con insumos y recursos proporcionados por Integrated DNA Technologies (IDT) y New England BioLabs.
3D-Printed functional devices for biosensing: enhancing detection sensitivity via gold nanoparticles integration
Alan Ruiz-Navarro , Ramses Valdez-Morales , Ignazio Roppolo , Armando Lucero-Acuña 1 2 3 2
1
Posgrado en Nanotecnología, Departamento de Física, Universidad de Sonora, Hermosillo, México, a221230219@unison.mx
2
Posgrado en Ingeniería Química, Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia, Universidad de Sonora, Hermosillo, México
3
Dipartamento de Scienza Applicata e Tecnologia (DISAT), Politecnico di Torino, Turín, Italia
Abstract: The advancement of sensitive and cost-effective biosensors is essential for improving diagnostics across clinical, environmental, and point-of-care applications. Resin-based threedimensional printing offers a powerful platform for fabricating customizable biosensing devices with tailored surface chemistries. Functional 3D printed devices are obtained in a single step printing process In this work, we present the development of functional resins designed to introduce a controlled amount of thiol groups (-SH), to directly incorporate gold nanoparticles onto the surface of the devices, or carboxyl groups (-COOH), suitable for covalently attaching biomolecules, allowing for broad applicability in biosensing formats. The first approach facilitates the immobilization of gold nanoparticles onto the 3D printed devices, generating nanostructured surfaces with potential applications in surface-enhanced Raman spectroscopy. The second supports the use of gold nanoparticles as probes in colorimetric assays based on biorecognition events, similar to enzyme-linked immunosorbent assay configurations Devices were fabricated using high-resolution stereolithographic printing and assessed for surface compatibility, nanoparticle attachment, and biofunctional performance. Initial results show improved signal generation and lower detection limits upon gold nanoparticle integration, demonstrating the value of this approach in enhancing biosensor sensitivity. These findings demonstrate the potential of combining functional resin formulations with nanoparticle-based signal amplification to produce compact, efficient, and reproducible biosensing platforms.
Acknowledgements: Authors are grateful for the support provided by the University of Sonora and SECIHTI for the postgraduate scholarship 1055094 awarded to AR-N.
A label-free optical platform for brucella detection using IgG immobilization on SiO₂
Luis Ramiro Caso Vargas , Daniela Bonilla Luna , Edith Chávez Bravo 1 1 2
Laboratorio de bioespectroscopía y biosensores – Facultad de Ciencias Biológicas Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Puebla, Pue México ramiro caso@correo buap mx
Laboratorio de patogenicidad microbiana – Instituto de Ciencias Benemérita Universidad Autónoma de Puebla Puebla, Pue México
Investigadoras e Investigadores por México – SECIHTI CIBA-IPN Tepetitla, Tlax 3 Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada – Instituto Politécnico Nacional Tepetitla, Tlax 4
Abstract: Brucellosis is a globally important zoonotic disease caused by Brucella species, affecting over half a million people annually through contact with infected animals or consumption of unpasteurized animal products. Current diagnostic methods require complex infrastructure and trained personnel, because of this the objective of this work was to developed an optical biosensor based on functionalized crystalline SiO2. Methodology: One-square-centimeter SiO₂ substrates were hydroxylated with piranha solution, silanized with 3-aminopropyltrimethoxysilane, and crosslinked with 10% glutaraldehyde in ethanol Protein A (354 ng in phosphate buffer, pH 6 8) was immobilized via Schiff base formation, followed by deposition of 20 μL of anti-Brucella immunoglobulin G (0.1 μg/mL) and overnight incubation at 4 °C. Functionalization steps were monitored by infrared spectroscopy and scanning electron microscopy. Biosensors were exposed to Brucella suspensions from 10¹ to 10⁸ cells, using three independently prepared biosensors per concentration. Infrared spectra were acquired in transmission mode, and the spectral response for each concentration was evaluated as the average of the three measurements. Results: Spectroscopy confirmed each functionalization step: N–H stretching (3356, 3292 cm ¹) and bending (1661 cm ¹) indicated aminosilane presence; the 1720 cm ¹ C=O band and increased CH₂/CH₃ signals confirmed glutaraldehyde binding. Amide I (1697 cm ¹) and II (1363 cm ¹) bands revealed successful immobilization of Protein A and antibody. The strongest correlation with bacterial concentration was observed in the integrated area of the Amide I–II region. Conclusion: This biosensor enables label-free detection of Brucella via infrared transmission spectroscopy, offering a sensitive, reproducible, and low-cost platform suitable for rapid diagnostics.
Acknowledgements: This project was partially funded by BUAP’s Annual Operational Program
Caracterización vibracional de células con imágenes raman y análisis multivariable
Karen Hernández-Vidales , Selene R. Islas , Alejandro Zentella-Dehesa 1 1 2,3,4,5, José Luis Ventura- Gallegos , Juan Muñoz-Castillo , José M. Saniger 3 1 1
1 Unidad de Bioquímica Dr Guillermo Soberón Acevedo, Biología Celular de Cáncer, Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán, CDMX
Grupo Sustratos Nanoestructurados, Departamento de Micro y Nanotecnologías, Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología, UNAM, CDMX . karen.vidales@icat.unam.mx
2 Departamento de Medicina Genómica y Toxicología Ambiental, Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM, CDMX.
3 Programa Institucional de Cáncer de Mama, Instituto de Investigaciones Biomédicas, UNAM, CDMX
5
4 Red de Apoyo a la Investigación, Coordinación de la Investigación Científica, UNAM, Ciudad de México, CDMX
Resumen: La identificación precisa de líneas celulares es crucial en investigación biomédica, diagnóstico clínico y medicina traslacional. En este estudio, empleamos imagen Raman combinada con análisis de componentes principales para caracterizar la morfología vibracional de tres líneas celulares: dos de cáncer de mama (4T1 y MDA-MB-231) y una línea control (MCF10A). Las imágenes Raman se obtuvieron de células vivas cultivadas sobre sustratos de cuarzo con matriz extracelular murina, obteniendo 900 espectros individuales por imagen. El análisis de componentes principales permitió reconstruir imágenes donde cada píxel representa un espectro Raman reducido, revelando diferencias moleculares específicas entre regiones celulares como núcleo, citoplasma y matriz extracelular. Los mapas químicos generados mediante esta metodología sin marcaje evidenciaron la heterogeneidad molecular entre las líneas celulares, destacando zonas nucleares por sus bandas asociadas a ácidos nucleicos y citocromo, y regiones citoplasmáticas con señales distintivas del citoesqueleto. Esta aproximación permite analizar células en condiciones cercanas al entorno fisiológico, al mantener temperatura controlada y medios biocompatibles Nuestros resultados demuestran que la imagen Raman, asistida por análisis de componentes principales, es una herramienta poderosa y reproducible para distinguir estructuras moleculares intracelulares con alta resolución espacial y sin necesidad de tinciones o anticuerpos. Este enfoque representa un avance en el análisis no invasivo de células vivas y tiene potencial para aplicaciones en diagnóstico molecular, estudios de biomarcadores y medicina personalizada.
Agradecimientos: Al Laboratorio Universitario de Caracterización Espectroscópica por la flexibilidad para el uso del equipo y a la Red de Apoyo a la Investigación.
Hidróxidos Dobles Laminares: Materiales
Innovadores para Biosensores
Iván Ávila Raya , Martha Angélica Lemus Solorio , Alfonso Lemus Solorio 1 2 1
1
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, División de Estudios de Posgrado de Ingeniería Química, México, Edificio IQ, Avenida Francisco J Mujica S/N, Ciudad Universitaria 1578518j@umich mx
2 Edificio B, Avenida Francisco J Mujica S/N, Ciudad Universitaria
Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Posgrado en Ciencias en Ingeniería Física, México,
Resumen: En el presente estudio se analiza el desarrollo de materiales híbridos orgánico/inorgánico basados en hidróxidos dobles laminares (HDL), con el objetivo de explorar su potencial como componentes innovadores en biosensores. Estos materiales, estructuralmente similares a compuestos tipo hidrotalcita como MgFeAl, se funcionalizan mediante la incorporación de moléculas orgánicas activas, tales como agentes antibacterianos o biomoléculas de interés analítico. Se investigan diferentes métodos de incorporación de aniones funcionales, como la coprecipitación y el uso del efecto memoria, con el fin de optimizar la sensibilidad y selectividad del material frente a analitos específicos La caracterización estructural y fisicoquímica se realizará mediante técnicas como difracción de rayos X, espectroscopía infrarroja y análisis termogravimétrico, lo que permitirá evaluar su viabilidad en aplicaciones sensoras. Este trabajo plantea una base para el diseño de HDL funcionalizados como plataformas versátiles en el desarrollo de biosensores avanzados.
Agradecimientos: Los autores agradecen el apoyo otorgado por la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
Sistema de instrumentación integrada para el monitoreo de APs y LFPs
Patricia Judith Rocha Torres , Gregorio Zamora Mejía , Victor Hugo Carbajal Gómez
1 Sistemas y Circuitos Integrados, CIT, DIDT, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Puebla, México
Maestría en Ciencias y Tecnologías Biomédicas, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Puebla, México patricia rocha@inaoep mx
2
Resumen: Comprender los procesos neurofisiológicos asociados a diversas patologías ha impulsado el desarrollo de sistemas más eficientes para el monitoreo de la actividad cerebral. Las señales bioeléctricas generadas por las neuronas, tales como los potenciales de acción y los potenciales de campo local, brindan información esencial para investigar cómo funciona el cerebro y su relación con trastornos como epilepsia, enfermedad de Parkinson, Alzheimer, depresión y otros problemas de salud mental Actualmente, los sistemas existentes para el registro de la actividad neuronal presentan limitaciones significativas en términos de tamaño, ruido o interferencias y consumo energético, lo que complica su uso prolongado en entornos clínicos concretos. El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar un circuito integrado de aplicación específica en tecnología complementaria de óxido-metal-semiconductor de 180 nanómetros, diseñado para la adquisición y acondicionamiento de señales neuronales extracelulares. El sistema contempla dieciséis canales, integrados en un área menor a cinco milímetros cuadrados, lo que favorece su implementación en dispositivos compactos. Para ello, se diseñaron amplificadores de ganancia variable, filtros y un conversor analógico-digital de aproximaciones sucesivas en Cadence Virtuoso El circuito diseñado a nivel esquemático mostró un buen desempeño en términos de relación señal-ruido, bajo consumo de potencia y rechazo de modo común. Cabe destacar que el diseño permite la escalabilidad del número de canales conforme al área de silicio disponible. Los resultados obtenidos indican que la instrumentación integrada es la mejor alternativa para el monitoreo neuronal, con potencial de aplicación en entornos clínicos y experimentales.
Palabras clave: Instrumentación Integrada, Potenciales de Acción, Potenciales de Campo Local, Tecnología CMOS 180 nm, Circuito Integrado de Aplicación Específica
Agradecimientos: Los autores agradecen el apoyo del grupo de Sistemas y Circuitos Integrados (SiCI) del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica por su acompañamiento técnico durante el desarrollo de este trabajo.
Geles radio-sensores compuestos por polisacáridos y colorantes para identificar radicación ionizante en superficies metálicas, dentro del proceso de descontaminación radiactiva
Alberto A. Pujol Pozo , Fabiola Monroy Guzmán 1 1
1
Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, carretera México-Toluca s/n, la Marquesa, Ocoyoacac, Edo. De México, 52750, México. albertini86heart@gmail.com, fabiola.monroy@inin.gob.mx
Resumen: Dentro de la industria nuclear el tema de gestión de los desechos radiactivos reviste vital importancia Por eso es necesario contar con métodos y herramientas que permitan realizar tratamientos a materiales contaminados sin comprometer la salud de los trabajadores y que sean económicamente viables. El uso de geles descontaminantes a base de polisacáridos es uno de los métodos de tratamientos químicos de descontaminación que existen en la actualidad. Sin embargo, es de gran importancia el poder detectar de manera visual la presencia de radiación ionizante que se emite durante la desintegración radiactiva, como partículas alfa y beta o rayos gamma. Un gel-radiosensor es un compuesto conformado por un elemento biológico y un colorante asociado a un mecanismo de detección de radiación ionizante mediante una señal que sería el cambio de coloración de la superficie del gelradiosensor Convirtiendo el gel descontaminante en una poderosa herramienta para inspeccionar y detectar de manera visual la presencia de compuestos radiactivos de manera sencilla, eficaz y a simple vista. Se utilizaron geles a base de quitosano 2.8% y pectina 3% con la adición de colorantes como Verde de malaquita y Ericromocianina. Se realizaron estudios de detección de radionúclidos como U-238, Sr-90 y Tc99m a diferentes concentraciones de los colorantes y posteriormente se realizaron los procesos de descontaminación necesarios Se enfocó el estudio a la detección de varios radionúclidos presentes en superficies metálicas contaminadas, dentro del proceso de caracterización y descontaminación para la gestión de desechos radiactivos.
Agradecimientos: Los autores agradecen a la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación por la beca de posdoctorado otorgada para la realización del proyecto
Optimization of CRISPR-Cas7-11/Csx29 system for RNA detection
Luis Ángel Ayón Benítez , Erick Gustavo Valdés Galindo , Armando Hernández García 1 1 1
1
Laboratorio de Ingeniería Biomolecular y Bionanotecnología Instituto de Química UNAM, Mexico City, Mexico luisangelayon@gmail.com, Erickgvaldes@gmail.com, armandohg@iquimica.unam.mx
Abstract: CRISPR-Cas systems have evolved beyond the classical Cas9 nuclease, incorporating multi-protein complexes that broaden the range of molecular tools available for nucleic acid sensing and diagnostics. Among these advances, the Cas7-11/Csx29 complex stands out, combining specific RNA recognition with integrated protease activity. In this system, target RNA binding to Cas7-11 induces the activation of Csx29, which selectively cleaves Csx30—a reporter protein that serves as an indicator of this molecular event.
To monitor this RNA-dependent proteolytic activity, we engineered a fluorescent reporter protein based on Csx30 that emits a measurable signal upon cleavage This strategy enables real-time kinetic analysis using fluorimetric assays and also provides a qualitative readout to distinguish between the presence and absence of a specific target RNA. Based on this system, we propose to optimize experimental conditions to achieve higher catalytic efficiency in less time and to determine kinetic parameters such as the rate constant and reaction half-life. These studies lay the groundwork for developing an efficient and sensitive molecular detection system.
Instituto de Ciencias Aplicada y Tecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México, nadia castillo@icat unam mx
Facultad de Química Universidad Nacional Autónoma de México , Ciudad de México, México
Resumen: La cienciometría es una disciplina que emplea métodos y técnicas cuantitativas para el análisis de la producción científica, con el objetivo de recuperar, sintetizar, evaluar y visualizar información proveniente, principalmente, de artículos académicos. En este trabajo se presenta un análisis cienciométrico sobre el tema de biosensores en México, con el propósito de obtener información exploratoria y descriptiva que permita identificar tendencias, patrones de colaboración, instituciones clave, así como potenciales fuentes de financiamiento Para ello, se realizaron consultas en diversas bases de datos, incluyendo Scopus, Espacenet, IMPI y PatenteInspiration. El análisis presentado, no solo se centra en los resultados cuantitativos, sino principalmente, en cómo estos pueden ser traducidos en conocimiento estratégico para fortalecer actividades de investigación. Se explora cómo la información cienciométrica puede apoyar la selección de instituciones para estancias académicas, establecer colaboraciones científicas y orientar la búsqueda de financiamiento. Este trabajo enfatiza el valor de la cienciometría como una herramienta no solo de análisis, sino para la toma de decisiones informadas dentro de la planeación y gestión de la información científica.
Palabras Clave: cienciometría, gestión de la información, estrategia, toma de decisiones, planeación
Agradecimientos: Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología, Universidad Nacional Autónoma de México.
Prototype of an intelligent embedded instrumentation platform for stress monitoring in students: pilot assessment
1 1 1
Pablo A. Alcaraz-Valencia , Laura S. Gaytán.Lugo , Pedro C. Santana-Mancilla
Universidad de Colima, Colima, México 1 pablo alcaraz@ucol.mx
Abstract: Early detection of academic stress is crucial to prevent burnout and dropout in higher education. We present a low-cost wearable prototype, that merges biosensors with a lightweight machine learning pipeline to estimate real-time stress in the classroom The system integrates a GSR module (Grove GSR), an optical heart-rate sensor (MAX30102) and a digital skintemperature sensor (MCP9808) connected to a Raspberry Pi Pico W Signals stream via Wi-Fi to a Flask API backed by Firebase. A k-Nearest-Neighbors classifier (k = 3) was trained on 240 labeled instances collected from a pilot group of five Mechatronics Engineering undergraduates enrolled in the elective course “Expert Systems” (21 ± 19 years old). Ground-truth labels (low, medium, high stress) were obtained every five minutes using the Short State Anxiety Inventory. A 70/30 train-test split (chosen to maintain class balance with the very small sample) yielded 89% overall accuracy and a weighted F1-score of 0.89 Normalized GSR exhibited a strong positive Spearman correlation with self-reported stress (ρ=0.88, p<0 05); heart rate followed with ρ=0 72, while skin temperature showed an inverse relationship (ρ= 0.63). Hardware readings differed by ±2 bpm from a commercial pulse-oximeter. Average power consumption remained 130 mW, providing roughly six hours of operation on a 500 mAh Li-Po battery. These preliminary results support the feasibility of unobtrusive, classroom-scale stress monitoring with embedded instrumentation. Future work during semester 2025-B will expand the sample to ≈ 60 students, incorporate temporal features and establish ethical guidelines for data privacy and feedback
Department of Biomedical Engineering Boston University, 44 Cummington Mall, Boston, MA, USA vtierraf@bu edu
Abstract: Fentanyl is a synthetic opioid that produces analgesic and pleasant effects. It is used medically to alleviate pain but also recreationally due to its pleasant effects. Like other opioids, fentanyl leads to dependence, which can trigger drug abuse and overdose if not detected promptly. Since 2016, synthetic opioids, primarily fentanyl, have been the primary cause of overdose deaths in the US While the fentanyl-related death count in Mexico is low, medical attention for fentanyl has increased 43-fold since 2018 To address this crisis, naloxone and fentanyl tests strips (FTSs) have been implemented Although naloxone reverses fentanyl overdose, multiple doses guided by continuous and accurate fentanyl monitoring are required to avoid renarcotization. FTSs are handy for drug checking but they are not quantitative and show cross-reactivity with related compounds. Other prototypes are being explored, which are highly sensitive, quantitative, and suitable for realtime measurements but are not continuous or still show cross-reactivity. Bacterial enzymes, especially oxidoreductases, are attractive for biosensor manufacturing. They transfer electrons that can be coupled to an electrochemical biosensor, enabling sensitive, quantitative, continuous, and real-time measurements I discovered a cytochrome P450 (CYP) that can potentially bind fentanyl and be used to build a fentanyl biosensor. This enzyme can degrade and bind a known antihypertensive similar to human CYP3A4. Since CYP3A4 can degrade fentanyl, it’s possible that bacterial CYP degrades fentanyl too. This enzyme has been successfully expressed in E. coli, opening the possibility to create a screening platform for additional fentanyl-degrading enzymes from bacterial genomes.
Universidad Nacional Autónoma de México. Circuito Exterior S/N, Ciudad Universitaria. Ciudad de México, México, genvazquez@ciencias.unam.mx.
2
Instituto Nacional de Medicina Genómica. Arenal Tepepan, Tlalpan, Ciudad de México, México.
Resumen - El uso de plataformas microfluídicas tipo Organ-on-a-Chip (OOC) tiene una creciente demanda en laboratorios de investigación en ciencias de la vida, o afines, debido a la funcionalidad adquirida de las células cultivadas dentro de estos dispositivos por largos periodos de tiempo. No obstante, su implementación en laboratorios requiere de una infraestructura especializada además de una experiencia previa en modificación fisicoquímica de superficies El polidimetilsiloxano (PDMS) es el material más usado para la fabricación de este tipo de plataformas tipo OOC teniendo múltiples ventajas para su uso Sin embargo, su hidrofobicidad es una limitante para la estabilidad de los cultivos a corto o largo plazo El cambio de hidrofobicidad (a propiedades más hidrofílicas) ha sido un paso limitante en su implementación; muy pocos laboratorios de referencia (ej Boston, EU) han conseguido sobrepasar esta limitante Por tanto, el objetivo principal de este trabajo fue desarrollar un método simple y de fácil implementación para el cultivo celular prolongado en plataformas microfluídicas basadas en PDMS de tipo OOC Nuestro método se basa en el uso del entrecruzante heterofuncional comercial sulfo-SANPAH en combinación con la generación de ozono Este método de un solo paso, de 5 minutos de duración, permite una unión estable de proteínas de matriz extracelular (MEC) a la superficie de PDMS dentro del canal microfluídico, teniendo cultivos funcionales y prolongados (>5 días) de dos tipos celulares con distintos estímulos mecánicos El cambio de las propiedades de superficie tuvo una caracterización extensa por distintos métodos fisicoquímicos tales como XPS, FTIR-ATR y ángulo de contacto En estas plataformas tipo OOC funcionalizadas, células endoteliales fueron caracterizadas bajo el estímulo de flujo laminar mientras que hepatocitos primarios fueron caracterizados en cultivos embebidos en MEC. Ambos tipos celulares mostraron marcadores de funcionalidad durante varios días de cultivo. Finalmente, nuestro método mostró ser reproducible y de fácil implementación con el uso de una infraestructura accesible para laboratorios que quieran iniciarse en el uso de este tipo de plataformas microfluídicas de cultivo.
en óxido de grafeno reducido para aplicaciones en monitoreo biomecánico
1 2 3
Hacsel Portillo Hernández , María José López Naranjo , Eduardo Alvarado Santos
Escuela Superior Apan, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Tizayuca, México, po485873@uaeh edu mx 1
Escuela Superior Apan, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, Mineral de la Reforma, México 2 Departamento de Biotecnología y Bioingeniería, CINVESTAV-IPN, San Pedro Zacatenco, México 3
Resumen: La creciente demanda de dispositivos portátiles ha impulsado el desarrollo de sensores de presión flexibles con propiedades avanzadas, útiles para monitoreo biomecánico y aplicaciones industriales. Este estudio presenta el diseño y fabricación de un sensor piezorresistivo flexible basado en óxido de grafeno reducido, orientado a lograr alta sensibilidad, bajo costo y facilidad de integración El material fue sintetizado mediante una versión optimizada del método de Hummers, que combina la oxidación controlada del grafito y una reducción térmica a ciento ochenta grados Celsius. La caracterización estructural confirmó una morfología laminar con porosidad controlada entre veinte y cincuenta micrómetros. El sensor se fabricó mediante deposición por goteo sobre una matriz flexible de silicona, obteniendo un comportamiento electro-mecánico estable. Para su validación, se implementó un sistema de prueba con un mecanismo articulado y transportador de precisión, permitiendo correlacionar los ángulos de flexión entre cinco y sesenta grados con señales eléctricas, logrando una sensibilidad de doce milivoltios por grado y respuesta lineal Las mediciones con osciloscopio evidenciaron tiempos de respuesta inferiores a doscientos cincuenta milisegundos y bajo ruido eléctrico. Se realizaron ensayos de durabilidad con mil ciclos de flexión, observándose una deriva de señal menor al ocho por ciento y variaciones entre lotes inferiores al quince por ciento. Como aplicaciones funcionales, se integró el sensor en un sistema de retroalimentación táctil para cascos industriales y un monitor articular de alta resolución. Los resultados demostraron eficiencia técnica y reducción de costos del treinta al sesenta por ciento respecto a sensores comerciales
Palabras clave: Sensor, piezorresistivo, Óxido de grafeno reducio, biomecánico, electro-mecánico
Agradecimientos: Le otorgamos nuestro agradecimiento a la Escuela Superior de Apan por la caracterización del óxido de grafeno reducido mediante el microscopio electrónico de barrido.
IV.FLASHTALKS
Toxicity evaluation of Y₂O₃:Tb³⁺ luminescent aerogels
using the cytokinesis-block micronucleus assay
Alan Alcantar , Antonieta García , Felipe Carrillo , Rosa Álvarez , Eduardo Madrigal 1 1 1 2 2
Centro de Investigación e Innovación Tecnológica-CIITEC, Instituto Politécnico Nacional-IPN-, 1 Ciudad de México, México, a daniel am@outlook com
Escuela Nacional de Ciencias Biológicas-ENCB, Instituto Politécnico Nacional-IPN, Ciudad de México, México
Abstract: The use of rare earth element-based compounds, due to their luminescent properties in advanced biomedical applications, has significantly improved the diagnosis and treatment of various diseases. In this project, the effect of yttrium oxide (Y2O3), 2 mol% terbium-doped yttrium oxide (Y2O3:Tb3+) and terbium oxide (Tb2O3) aerogels on cultured cells has been studied by the cytokinesis-blocking micronucleus assay The materials were initially synthesized by sol-gel process, supercritical drying and thermal treatment at 800°C The obtained products were initially analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence (PL) to determine the morphology and luminescence generated by the aerogels in the presence of Tb3+ ions. Once the characterizations were completed, the aerogels were subjected to the micronucleus assay at different concentrations (0.001, 0.01, and 0.1 mg/ml in PBS saline), comparing their cytokinesis, cytotoxicity, and genotoxicity with the genotoxic compound mitomycin (MC). The results determined that the aerogels exhibited greater damage when the rare earth oxides (Y2O3 and Tb2O3) were in pure form, and that the addition of doping reduced this damage Furthermore, although the aerogels exhibited some chromosomal damage, the results seem to suggest that the toxicity of each system is unique and already established, since the damage did not vary much with changes in concentration. The objective is to further investigate Y2O3:Tb3+ aerogels for their possible future application as biomarkers.
Acknowledgments: The authors acknowledge the financial support provided by CONAHCYT for the CB 2017–2018 project A1-S-28234. We also thank the ENCB for its support in conducting the micronucleus assay.
Evaluación de la mutante A96L/R181V lactato
oxidasa de Aerococcus viridans (AvLOx) para el desarrollo de un biosensor de lactato de tercera
1 Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. Avenida Universidad s/n, Magisterial, 86025 Villahermosa, Tabasco. 2
Departamento de Bionanotecnología. Centro de Nanociencias y Nanotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México. Carretera Tijuana-Ensenada Km. 107, C.P. 22860, Ensenada, B.C., México. g12 bolanos@ens.cnyn.unam.mx
Resumen: El monitoreo en tiempo real de lactato es crucial en medicina deportiva, diagnóstico clínico e industria alimentaria, al ser un biomarcador clave de acidosis láctica, hipoxia, estrés metabólico y enfermedades como la fibrosis quística Dado que los biosensores basados en lactato oxidasa silvestre pierden actividad en medios aeróbicos y ácidos, en este estudio se caracterizó un biosensor electroquímico basado en la mutante A96L/R181V lactato oxidasa de Aerococcus viridans (AvLOx) para llevar a cabo la transferencia directa de electrones (DET) en presencia de oxígeno. La metodología seguida comprendió la obtención de la doble mutante por mutagénesis dirigida a sitio a partir de la secuencia de la AvLOx silvestre, donde la enzima fue expresada de forma recombinante en cultivos de E.coli y purificada por métodos cromatográficos. Posteriormente, la enzima fue inmovilizada sobre un electrodo de papel carbono con grupos carboxilo activados por electrooxidación en H2SO4 y se realizó un barrido durante 3 ciclos desde -0.1 V hasta 1.5 V a una velocidad de barrido de 100 mV/s, utilizando el método de voltamperometría cíclica. Seguidamente, para el acoplamiento enzimático, se prepararon los agentes 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida y N-hidroxisuccinimida como fase previa de la nucleación y formación de nanocúmulos de platino con precursor de K2PtCl6 y con 15 mM de lactato. Se observó la intensidad de corriente en presencia de L-lactato y oxígeno. Se espera que la caracterización subsecuente confirme la viabilidad del sistema como biosensor de lactato de tercera generación, con aplicación en plataformas no invasivas para la detección de lactato en fluidos fisiológicos.
Palabras clave: biosensor de tercera generación, lactato oxidasa, bioelectroquímica, nanocúmulos de platino y L-lactato.
Agradecimientos: Los autores agradecen a SECIHTI por el financiamiento otorgado a través del proyecto CF-2023-I-1313
Sistemas libres de células como plataformas de biología sintética para el desarrollo sistemas de diagnóstico de bajo costo
Fernando Guzmán-Chávez1
1
Synthetic and Microbiology Lab. Departamento de Alimentos y Biotecnología. Facultad de Química, UNAM. ferguz@unam.mx / ferguz@quimica.unam.mx
Resumen: Tradicionalmente, los biosensores empleados en la detección de patógenos contaminantes de alimentos o agentes que ponen en riesgo la salud pública han demostrado ser dispositivos que requieren tanto del uso de equipo especializado, así como de personal calificado para su aplicación, además de ser elementos de respuesta lenta y de alto costo en su fabricación y operación Para hacer frente a este problema, el emergente campo biotecnológico de la Biología Sintética (SB), plantea la aplicación de conocimientos en bioingeniería de microrganismos para la construcción de sistemas de diagnóstico molecular como aquellos cuyo constituyente principal son los sistemas libres de células (CFS). Los CFS son plataformas de producción in vitro de proteínas, altamente configurables y de prototipado rápido además de escalables, de bajo costo y basados en extractos celulares de organismos genéticamente optimizados. Dichos sistemas al estar fusionados a otras tecnologías de SB como CRISPR, clonación modular, sensores de RNA o acoplados a sistemas isotérmicos de amplificación de ácidos nucleicos, hacen de esta tecnología una excelente y prometedora alternativa en el desarrollo de plataformas de diagnóstico portátil, de bajo costo y acceso abierto. Las líneas de investigación de nuestro grupo se enfocan en el desarrollo e ingeniería de nuevos CFS a partir de extractos celulares provenientes de organismos con modificaciones genéticas ad hoc para su aplicación en diferentes áreas biotecnológicas, con particular atención en la creación de sistemas de detección de agentes virales que contaminan alimentos, que cuenten con la característica principal de emplear CFS capaces de utilizar como molécula templado productos de PCR (DNA lineal), logrando en conjunto un dispositivo de alto rendimiento, bajo costo, estable a temperatura ambiente y aplicable directamente en los puntos de atención.
Palabras clave: sistemas libres de células, cell-free systems, CRISPR, biología sintética, bajo costo, diagnóstico portable
Estudio del efecto de la radiación ultravioleta
sobre un polímero de
ácido
hialurónico
como
potencial biosensor en la ciencia cosmética
Mario Ramírez Angulo , Bibiana Vallejo Díaz , Clara Plazas Bonilla 1 1 1
Grupo de Investigación en Procesos de Transformación de Materiales para la Industria Farmacéutica. Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia, maramirezan@unal.edu.co 1
Resumen: El ácido hialurónico es un biopolímero que se encuentra de manera natural en el cuerpo humano, especialmente en la piel, el cartílago y el líquido sinovial, donde desempeña un papel crucial en la hidratación y elasticidad de los tejidos Dichas funciones biológicas están predeterminadas por sus propiedades físicas y químicas Recientemente se ha explorado la aplicación de biopolímeros para evaluar el desempeño de protectores solares En este caso resulta fundamental comprender la respuesta del material frente a la radiación ultravioleta, como un potencial trazador del daño tisular debido a la exposición a la radiación. Tal es el caso del método para determinar el factor de protección solar in vitro desarrollado por el Grupo de Investigación en Procesos de Transformación de Materiales para la Industria Farmacéutica. Para esta aplicación se ha utilizado el ácido hialurónico, el cual presenta ventajas gracias a sus propiedades físicas y químicas, además de su amplia disponibilidad, su solubilidad en agua, la facilidad para elaborar películas poliméricas, y principalmente, los cambios que sufre cuando se expone a la radiación ultravioleta. Esta investigación comprende la aplicación de técnicas de caracterización de materiales para medir cómo las propiedades se ven afectadas en el ácido hialurónico, en dispersiones y películas. Los resultados obtenidos permiten comprender los fenómenos de transformación de las propiedades del material, principalmente los cambios en el peso molecular del biopolímero que impactan sus propiedades reológicas, mecánicas y ópticas; convirtiéndolo en un potencial biosensor de interés para la ciencia y la tecnología cosmética.
Agradecimientos: El proyecto es financiado por el Grupo de Investigación en Procesos de Transformación de Materiales para la Industria Farmacéutica de la Universidad Nacional de Colombia
Biosensor para la detección de biomarcadores de cáncer de mama mediante espectroscopía de impedancia electroquímica
Alfonso Sequeda-Juárez , Diego Ortega-Picazo , Iván H. Bello-Cortés , 1 1 2
José-Antonio García-Arrazola Roeb , José Antonio García García , 2 3
Ana María Espinosa García , Celia Sánchez Pérez 4 1
Laboratorio de Dispositivos Biomédicos, Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología,México. 1
Departamento de Alimentos y Biotecnología, Facultad de Química, Universidad Nacional Autónoma de México 2
3
Dirección de Enseñanza, Hospital General de México “Dr. Eduardo Liceaga”, México.
4
Laboratorio de Biología Molecular. Dirección de investigación. Hospital General de México “Dr. Eduardo Liceaga”, México.
Resumen: El cáncer de mama representa la principal causa de incidencia y mortalidad por cáncer en mujeres, tanto en México como a nivel mundial. Su diagnóstico temprano es esencial para garantizar un tratamiento oportuno, eficaz y seguro Con el objetivo de mejorar la detección temprana, se han desarrollado biosensores para la detección rápida y a potencial bajo costo, capaces de identificar biomarcadores asociados al cáncer de mama, como CEA, Ki-67, VEGF, HER2, entre otros. En nuestro grupo de trabajo se desarrolló un prototipo de biosensor electroquímico diseñado para detectar las proteínas antígeno carcinoembrionario (CEA) y CA153, relacionadas con el desarrollo del cáncer de mama. Para ello, se utilizó un biosensor basado en un microarreglo de electrodos de oro funcionalizado con nanopartículas de oro, las cuales actuaron como plataformas de anclaje para anticuerpos específicos dirigidos a estas proteínas de interés Durante el proceso de funcionalización, se realizaron mediciones mediante espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) caracterizando cada etapa, desde la modificación superficial hasta la detección de las proteínas objetivo. Los resultados mostraron diferencias notables en los espectros de impedancia obtenidos en cada etapa, lo que permitió identificar la unión específica de las proteínas al biosensor. Este enfoque demostró ser útil para la caracterización de biomarcadores asociados al cáncer de mama, con potencial para aplicarse en el análisis de muestras biológicas de pacientes Se espera que este prototipo evolucione hacia una herramienta de diagnóstico rápido y complementario, que contribuya a la detección temprana y al seguimiento clínico del cáncer de mama
Palabras clave: biosensor, cáncer de mama, biomarcadores, impedancia electroquímica.
Agradecimientos: Los autores agradecen el apoyo otorgado por Secretaría de Educación, Ciencia, Tecnología
V.PÓSTERS
Nano-PCR: as a molecular diagnostic method based in the use of gold nanoparticles for Human Papillomavirus identification
María Lilia Cedillo-Ramírez , Ygnacio Martínez-Laguna , 2 2
José Sergio Tecpanecatl-Xihuitl , Luis Ramiro Caso-Vargas , Marlon Rojas-López 2 2 3
SECIHTI-Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada. Instituto Politécnico Nacional. Tlaxcala, México, larcila@secihti.mx; lsarcila@gmail.com 1
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.Puebla, México. 2 Instituto Politécnico Nacional. México 3
Abstract: Human Papillomavirus infection is the most common sexually transmitted viral infection and is highly contagious The average incubation period is about 3 months but can be as long as 10 years, making it difficult to identify the period of exposure Nanostructured materials such as metallic gold nanoparticles favor the sensitivity and specificity of amplification of fragments of interest, this methodology is known as Nano-PCR. The objective of this work is to implement the use of gold nanoparticles in the PCR diagnostic technique for the molecular identification of HPV from cervical exudate samples. The addition of the gold nanoparticles in the PCR reaction favored the amplification of the endogenous beta-globin gene as well as the HPV L1 gene. A reduction in the run time from 3 hours 52 minutes to 2 hours 22 minutes was achieved by decreasing the cycles (from 45 to 35) without affecting the result in the amplification process of the endogenous beta-globin gene, the thermal conductivity of the nanomaterial can improve the rate of temperature rise and cooling of the system which is translated into the reduction of the reaction time. The preliminary results obtained in this work demonstrate that the use of the NanoPCR system improved the sensitivity and reaction time in the detection process of the endogenous beta globin gene, which is a control that determines the quality and integrity of the DNA obtained from cervical samples; likewise, the PCR amplification of the HPV L1 gene was favored by the Nano-PCR system
Keywords: Nano-PCR, human papillomavirus, gold nanoparticles, nanobiotechnology, molecular diagnostic
Acknowledgments: To the Biomolecular Detection Center at the Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, with special thanks to Dr. Jorge Antonio Yañez Santos
Modelo, fabricación y caracterización de un sistema de bombeo pasivo con autollenado para microfluídica
David
Bañuelos Solórzano , Benito Juárez-García , René Ledesma Alonso 1 1 1,2
Laboratorio Nacional de Soluciones Biomiméticas para Diagnóstico y Terapia (LaNSBioDyT), Universidad Nacional Autónoma de México, Av. Universidad 3000, Circuito Exterior S/N, Alcaldía Coyoacán, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, México. lansbiodyt@ciencias.unam.mx
1 Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Av. Universidad 3000, Circuito Exterior S/N, Alcaldía Coyoacán, Ciudad Universitaria, Ciudad de México, México.
2 Resumen: En el contexto actual de la microfluídica, particularmente en sistemas tipo órgano-enchip, en ocasiones es necesario suministrar flujos continuos y de velocidad constante.Si bien, para este propósito ya existen alternativas como bombas neumáticas, peristálticas o de jeringa, estás requieren en general fuentes de energía eléctrica y sistemas electrónicos de control que limitan su adopción en entornos donde no se cuente con estos equipos. Para atender esta necesidad se implementó un sistema de bombeo pasivo, de fabricación casera, impulsado por presión hidrostática y con función de autollenado, basado en un mecanismo de sifón. A la par, se ha desarrollado un modelo teórico, basado en la ley de gas ideal, la conservación de masa y la ecuación de Bernoulli, para describir la dinámica de los flujos de líquido y aire, de acuerdo con el funcionamiento de la bomba pasiva Los resultados experimentales permiten estudiar el comportamiento de la bomba pasiva, bajo diferentes condiciones de operación, además de proporcionar la información necesaria para verificar la validez del modelo teórico.
Agradecimientos: Los autores agradecen el apoyo y recursos brindados por el equipo del LaNSBioDyT-UNAM, en particular al M en I Aarón Cruz Ramírez, responsable de la Unidad de Micro y Nano Fabricación (UNIFAB)
Detección de avidina tiolada a través de LIBS en sustratos prefabricados y en muestras acústicamente levitadas
Laboratorio de fotofísica y películas delgadas, Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.
2
Laboratorio de óptica y acústica, Instituto de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuernavaca, Morelos, México. renata.colina@icat.unam.mx*
Resumen: La detección eficiente de biomoléculas es esencial en el desarrollo de biosensores y herramientas de diagnóstico La espectroscopía de ruptura inducida por láser (LIBS) es una técnica elemental rápida y versátil que puede alcanzar alta sensibilidad al combinarse con nanopartículas metálicas. En comparación con otras técnicas comúnmente usadas para biomoléculas, LIBS destaca por la inmediatez de sus resultados, su facilidad de implementación y la especificidad elemental, lo que le ha otorgado gran relevancia científica por su aplicación en muestras biológicas como tejidos, sangre y cabello, así como en la detección de biomoléculas tales como proteínas y péptidos Este trabajo evalúa la capacidad de LIBS para la detección de avidina tiolada como biomolécula de interés (en un rango de 0 1 μM a 3.0 μM), mediante dos enfoques experimentales El primero emplea nanopartículas de oro depositadas sobre sustratos de vidrio y cuarzo mediante dewetting inducido por láser. El segundo se basa en LIBS convencional aplicado a gotas levitadas acústicamente de un bioconjugado compuesto por nanopartículas de oro y avidina. Las señales de emisión óptica no mostraron un comportamiento lineal en función con la concentración de avidina, lo que sugiere la existencia de una concentración óptima para su detección. El enfoque con sustrato ofrece un método robusto y más sencillo, mientras que el método de gota levitada permite una detección directa, aunque con mayor complejidad experimental Estos resultados demuestran que LIBS asistido con nanopartículas metálicas posee la sensibilidad necesaria para detectar proteínas en bajas concentraciones, destacando su potencial en aplicaciones biomédicas.
Identificación de confluencias en cultivos celulares de cáncer de mama a partir de sus señales fotoacústicas
Rubén Ezequiel Camacho López , Roberto G. Ramírez-Chavarría , A. Laura Sánchez Sandoval , E. Valeria Barrón Palma , Argelia Pérez Pacheco
Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, CDMX ruben ezequiel@ciencias.unam.mx
Departamento de Medicina Genómica, Hospital General de México “Dr. Eduardo Liceaga”, CDMX
Unidad de Investigación y Desarrollo Tecnológico, Hospital General de México “Dr. Eduardo Liceaga”, CDMX
Resumen: Los sistemas de cultivo celular permiten mantener células vivas en un entorno controlado in vitro y son ampliamente utilizados como modelos experimentales en diversas áreas de investigación. Estos sistemas requieren un monitoreo constante para evaluar la viabilidad y supervivencia celular, tarea que puede realizarse mediante diversas técnicas o mediante observación por parte de personal especializado Una variable crítica es la concentración celular (confluencia), útil para monitorear el crecimiento o la muerte celular Por ello, resulta fundamental desarrollar técnicas de monitoreo que sean de bajo costo y de fácil implementación En este trabajo se presenta un dispositivo automatizado de desplazamiento y sensado, diseñado para registrar señales fotoacústicas generadas por dos líneas celulares de cáncer de mama: MCF-7 y MDA-MB-231. Se estudiaron confluencias del 40, 60, 80 y 100 %, monitoreadas durante 90 minutos mediante la incidencia de luz láser pulsada y su posterior conversión en señales acústicas. Estas señales fueron analizadas utilizando modelos autorregresivos de media móvil (ARMA, por sus siglas en inglés), con la finalidad de extraer parámetros relacionados con sus características espectrales y su evolución temporal. El análisis de dichos parámetros, junto con la amplitud de las señales, permitió identificar las confluencias correspondientes a cada línea celular, así como un comportamiento decreciente en la amplitud a lo largo del tiempo. Los resultados muestran que el sistema automatizado propuesto, junto con los modelos ARMA, permiten detectar cambios en la confluencia celular, lo cual representa un paso hacia el desarrollo de dispositivos para el monitoreo automatizado y controlado de poblaciones celulares
Palabras clave: fotoacústica, confluencias, automatización, línea celular, cáncer de mama
Agradecimientos: Los autores agradecen el apoyo otorgado por el Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica (PAPIIT) a través del proyecto UNAM-DGAPA-PAPIIT IT101525. Rubén Ezequiel Camacho López agradece al programa del Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (CONAHCYT), CVU 1239829, por la beca otorgada para la realización de estudios de maestría.
Optimización de la reacción en cadena de la polimerasa asistida por nanopartículas de oro
Leslie Susana Arcila-Lozano , José Sergio Tecpanecatl-Xihuitl , 3 1
Luis Ramiro Caso-Vargas4
2
1
Centro de Detección Biomolecular. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Puebla, México. elda.carreon@correo.buap.mx
Licenciatura en Biología. Facultad de Ciencias Biológicas. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.
SECIHTI-Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada. Instituto Politécnico Nacional. 3 Facultad de Ciencias Biológicas. Benemérita Universidad Autónoma de Puebla 4
Resumen: La Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) es una técnica esencial en el diagnóstico molecular, sin embargo, presenta limitaciones que pueden alterar los resultados por lo que se sugiere la optimización de esta técnica mediante el uso de nanotecnología La tecnología de la Reacción en Cadena de la Polimerasa asistida por nanopartículas de oro (Nano-PCR) se ha desarrollado para mejorar significativamente la especificidad, eficacia en amplificación y sensibilidad de la PCR convencional. El objetivo de este trabajo fue evaluar el uso de nanopartículas de oro como herramienta para optimizar la técnica convencional de PCR con el propósito de mejorar la amplificación del gen L1 del VPH y el gen gyrB de E. coli. Con base a los resultados obtenidos en este proyecto se observó que la amplificación de muestras de ADN con concentraciones bajas (dilución 1:200 para cepas de ADN de E coli y 1:100 para muestras de ADN de VPH) en presencia de AuNPs se ve favorecida en comparación con aquellas que se amplificaron sin estas. También se demostró que el uso de las AuNPs logró disminuir el número de ciclos de la reacción de PCR (de 45 a 25) sin afectar los resultados e incluso se observó notablemente un mejoramiento de la amplificación. En conclusión, la adición de AuNPs incrementa la precisión y eficiencia de la PCR punto final al mejorar la amplificación de los genes analizados como son el gen L1 de VPH y gyrB de E. coli.
Palabras clave: Nano-PCR, E coli, VPH, diagnóstico molecular, nanobiotecnología
Agradecimientos: Al Centro de Detección Biomolecular de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla.
Refractómetro diferencial aplicado a la medición de glucosa en el rango de concentraciones biológicas
Juan Alberto Chávez Pacheco , Yadira Borrego Cabrera , Oliver Huerta Carranza , 1 1 2
Anays Acevedo Barrera1
2
1
Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México, junsk@comunidad.unam.mx
Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.
Resumen: La refractometría es una técnica óptica que permite medir el índice de refracción (��) de una sustancia, el cual está relacionado con su composición, concentración o densidad. Este método se basa en cuantificar la deflexión de la luz al pasar entre medios diferentes ópticamente En el campo de los biosensores ópticos aplicados al diagnóstico de diabetes, resulta importante poder diferenciar entre concentraciones de glucosa en fluidos biológicos, para lo cual se requiere una resolución de al menos 10 5 en índice de refracción. El refractómetro diferencial es un dispositivo que compara el índice de refracción de una muestra con una referencia. Las concentraciones de glucosa en el rango biológico están entre 70–240 mg/dL. En este trabajo se presentan mediciones de refractometría diferencial, de concentraciones de glucosa en solución salina. El instrumento permite detectar pequeños cambios en �� causados por la presencia de glucosa Utilizando que la relación entre la concentración de glucosa y el índice de refracción es lineal, se calibró el sistema utilizando soluciones de glucosa en el rango alimenticio (300-2000 mg/dL).
Entre las ventajas de la técnica destacan su rapidez, precisión y su versatilidad a diferentes longitudes de onda. Sin embargo, algunos factores que pueden afectar la medición son los cambios de temperatura y la presencia de otras sustancias en el caso de un fluido biológico. En conclusión, el refractómetro diferencial puede ser una técnica de apoyo en la calibración de biosensores ópticos asociados a la medición de glucosa en sangre
Palabras clave: refractómetro diferencial, índice de refracción, glucosa, temperatura
Agradecimientos: A la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación por la beca de Ayudante de Investigador SNII 3 (CVU:1352869)
Estudio espectroscópico de nanopartículas de Au
funcionalizadas con tioles y sintetizadas mediante
sputtering para su uso en sensores ópticos
Juan F Galicia-López * , César A Guarín , Luis G Mendoza Luna , 1 1,2 1,2
Emmanuel Haro Poniatowski , José Luis Hernández - Pozos 1 1
Departamento de Física, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa Av San Rafael Atlixco 186, Col Vicentina, México juangalicia17@gmail com
2
1 Investigador por México-SECIHTI-Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa Av San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, México.
Resumen: En este estudio se presenta un análisis espectroscópico detallado de nanopartículas de oro (AuNPs) funcionalizadas con tioles, sintetizadas mediante la técnica física de deposición por pulverización catódica (sputtering). Las AuNPs obtenidas poseen propiedades ópticas singulares derivadas de la resonancia de plasmones de superficie localizada (LSPR), las cuales son altamente sensibles a cambios en el entorno. Esta característica las convierte en candidatos ideales para el desarrollo de sensores ópticos de alta sensibilidad. La funcionalización con moléculas tioladas permite una modificación controlada de la superficie de las nanopartículas, facilitando su interacción específica con analitos de interés y mejorando la estabilidad. Se emplearon técnicas de espectroscopía para caracterizar las propiedades ópticas y las interacciones químicas en la superficie de las nanopartículas. Los resultados muestran una clara modulación del pico de LSPR como función del tipo y concentración de los tioles utilizados, evidenciando el éxito de la funcionalización superficial. Adicionalmente, se realizó un análisis morfológico y estructural mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM). Este trabajo demuestra que la combinación de sputtering y funcionalización con tioles permite obtener AuNPs con propiedades ópticas ajustables, lo cual es crucial para su implementación en sensores ópticos basados en LSPR La versatilidad del enfoque propuesto abre nuevas oportunidades para el diseño de dispositivos de detección química y biológica con alta especificidad y sensibilidad
Agradecimientos: Los autores agradecen a la SECIHTI por el apoyo con la beca de posgrado y el apoyo para el proyecto aprobado ciencia de frontera CBF-2023-2024-3073, al Laboratorio Nacional de Cómputo de alto Desempeño (LANCAD) por las horas en la supercomputadora Yoltla del LSVP UAM-Iztapalapa, proyecto 21-2025.
Detección de anticuerpos de Gliadina con nanoestrellas de Au/Ag
Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología, Universidad Veracruzana, Boca del Río, Veracruz, México 1
Instituto de Ciencias de la Salud, Universidad Veracruzana, Av Dr Luis Castelazo Ayala s/n, Col Industrial Ánimas, 91190, Xalapa-Enríquez, México
3
2 Instituto de Investigaciones Médico Biológicas, Universidad Veracruzana, Iturbide s/n, Col Flores Magón, 91700, Veracruz, México
Resumen: Los anticuerpos de gliadina están asociados a la enfermedad celíaca, por lo que su diagnóstico funge como herramienta de diagnóstico. En este trabajo se realizó la detección de anticuerpos de gliadina de forma directa en concentraciones de 100, 33.3, 11.1, 3.7 y 1.23 U/mL con soluciones acuosas de nanoestrellas de Au/Ag. A partir de estas soluciones se logró observar la presencia de los anticuerpos mediante absorción UV-vis, donde se logró observar la combinación de los espectros de la gliadina y las nanoestrellas Así también se evaluaron las soluciones de estrellas con los anticuerpos mediante espectroscopia Raman, donde se observaron algunos modos vibracionales asociados a varios compuestos orgánicos presentes en los anticuerpos.
Agradecimientos: Este trabajo fue desarrollado gracias al Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología (Microna UV), en compañía del laboratorio de óptica y SECIHTI: proyecto CF2023-G-580 y beca de doctorado número 922986.
Estudio teórico del calixareno para la absorción y detección del dióxido de azufre
Héctor Andrés Gómez-Álvarez¹, Oleksiy V Shulika²
1
División de Ingenierías del Campus Irapuato-Salamanca, Universidad de Guanajuato, Salamanca, México, ha gomezalvarez@ugto mx
2 Universidad de Guanajuato, Salamanca, México
Cuerpo Académico de Optoelectrónica, División de Ingenierías del Campus Irapuato-Salamanca,
Resumen: El desarrollo de materiales capaces de absorber y detectar gases contaminantes es esencial para mejorar la calidad del aire y reducir los impactos negativos sobre el medio ambiente. Este estudio investiga complejos metal-orgánicos basados en calixarenos para la captura y detección de dióxido de azufre, un gas tóxico emitido principalmente por la combustión de combustibles fósiles. Para lograr esto, utilizamos la Teoría del Funcional de Densidad y la Teoría del Funcional de la Densidad Dependiente del Tiempo para analizar la interacción entre calixarenos y varios metales de transición, evaluando su estabilidad estructural y la naturaleza de absorción de dióxido de azufre Además, se estudian las propiedades ópticas mediante el cálculo de espectros de absorbancia UV-Vis para identificar los cambios en las propiedades ópticas inducidos por la presencia de dióxido de azufre. Se espera que los complejos metal-calixareno exhiban una mayor afinidad por el dióxido de azufre en comparación con los calixarenos prístinos, junto con modificaciones significativas en la espectroscopía que faciliten su detección. La combinación de análisis estructurales, vibratorios y espectroscópicos proporcionará información clave sobre la viabilidad de estos materiales para la captura y detección del dióxido de azufre Este estudio contribuirá al desarrollo de materiales sostenibles con aplicaciones en sensores ópticos y tecnologías de vigilancia ambiental en la industria, ofreciendo nuevas soluciones para mitigar la contaminación del aire.
Palabras clave: gases contaminantes, sensor molecular, teoría del funcional de la densidad, calixareno, dióxido de azufre
Agradecimientos: Los autores agradecen el apoyo otorgado por la Universidad de Guanajuato y al SECIHTI por la beca No. 959224.
YPO :Eu :Yb Ceramic powders obtained by hydrothermal method
María del Rosario González García , Antonieta García Murillo , 1 1 Felipe de Jesús Carrillo Romo1
Instituto Politécnico Nacional (IPN), Centro de Investigación e Innovación Científica (CIITEC), Cerrada de Cecati s/n, Azcapotzalco, Santa Catarina, Ciudad de México, México, rossgg679@outlook com 1
Abstract: YPO :Eu and Yb ceramic powders were obtained through a hydrothermal method. Both pure and europium doped, as well as ytterbium co-doped yttrium phosphate ceramic powders (YPO :Eu :Yb ), were synthesized, followed by thermal treatment at 750 °C (3 hours). Characterization techniques were employed to analyze structural properties, including X-ray diffraction (XRD) Infrared spectroscopy (IR) was utilized for chemical analysis Morphological and elemental analyses were performed using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Photoluminescence (PL) studies were conducted to examine the luminescent properties and the behavior of the pure material in the presence of impurities. The XRD results indicated a cubic structure with peak shifts attributed to including larger ions in the matrix. Additionally, modifications of the lattice parameters were observed due to the ionic radii of europium and ytterbium. The IR spectra revealed bonds associated with M-O, P-O, and O-P-O at approximately 1000, 642, and 618 cm ¹ , confirming the presence of lanthanide ions in the chemical composition of the ceramic powders The micrographs displayed quasi-spherical morphologies with nanometric sizes, showing the presence of ytterbium, oxygen, phosphorus, and europium, in weight percentages like those used during synthesis. The emission and excitation spectra were acquired at wavelengths of 230 and 980 nm. These spectra revealed the energy transitions (5D0-7F1, 5D0-7F2, 5D0-7F3, 5D0-7F4) of Eu and the energy transfer to Yb . This dual-mode luminescent response is particularly promising for biosensor applications with high signal specificity, photostability, and biocompatibility, offering wavelength-tunable excitation and detection capabilities under both UV and near-infrared regimes Enabling integration into multimodal biosensors for real-time detection, bioimaging, and optoelectronic interfacing in biological environments.
Acknowledgments - The authors thank the CONAHCYT for their scholarship support The Materials Characterization Laboratory (CREA), and the Center for Nanosciences and Micro and Nanotechnologies (CNMN) of the IPN, for the analysis carried out for this project
Diseño y fabricación controlada de materiales 2D
por la técnica de pulverización catódica para la detección de antraceno
César Augusto Guarín Durán * , Felipe Neri Navarro Sánchez , Luis Mendoza Luna , Emmanuel Haro Poniatowski , José Luis Hernández Pozos
1 1
Departamento de Física, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa. Av. San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, Ciudad de México, México.
1 Investigador por México-SECIHTI-Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa. Av. San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina, Ciudad de México, México
2 *email: cesar guarin@secihti mx
Resumen: Los nanomateriales de oro son ampliamente usados como sensores debido al fenómeno de plasmones que presentan cuando son irradiados con luz. La señal de plasmon y las de interbanda e intrabanda puede modificarse si se controla la morfología, tamaño y tipo de nanomaterial por medio de algunos parámetros de fabricación En este cartel se hablará sobre el uso de nanomateriales 2D fabricados sobre diversos sustratos, a saber, FTO, vidrio, acetato de celulosa y poliestireno. Se analizarán las señales ópticas en función de los parámetros de fabricación por pulverización catódica, y se mostrarán resultados del control de su morfología por medio del paso de corriente (10 mA), presión de trabajo (1.5 mBar), distancia sustrato-blanco (4.5 cm) y la cantidad de capas depositadas en un tiempo de 2 minutos. También, se comentará sobre el uso de simulaciones de campos eléctricos locales, los cuales permiten pensar en nuevos diseños de nanomateriales Finalmente, se mostrarán resultados preliminares sobre el empleo de estos materiales 2D en la detección de antraceno Para este conocido contaminante ambiental del tipo hidrocarburo aromático policíclico, se evaluaron concentraciones de 10 a 10 M (en acetona), se midieron sus bandas espectrales y los tiempos de vida (con IRF de 200 ps), encontrando que se ven afectados por el tipo de nanomaterial con el que entran en contacto y evidenciando cómo se pueden usar los procesos fotofísicos en la medición de este tipo de moléculas. -4 -8
Palabras clave: nanomateriales, plasmones, campo eléctrico, estados electrónicos, tiempo de vida.
Agradecimientos: César Guarín Durán agradece a la SECIHTI por el apoyo para realizar investigación, proyectos CBF-2023-2024-3073 y 683 de Investigadores por México. Los autores agradecen al Laboratorio Nacional de Cómputo de alto Desempeño (LANCAD) y SECIHTI por las horas en la supercomputadora Yoltla del LSVP UAM-Iztapalapa, proyecto 21-2025.
Desarrollo de un dispositivo electroquímico
analítico a base de papel para la detección no invasiva de ácido úrico
Héctor David Hernández , Rocio B. Dominguez , Juan Manuel Gutiérrez 1 2 1
1
Sección de Bioelectrónica, Departamento de Ingeniería, Cinvestav-IPN, 07360, Ciudad de México, México, hectord hernandezm@cinvestav mx
2
SECIHTI-CIMAV, S C , Miguel de Cervantes #120, Complejo Industrial Chihuahua, Chihuahua, México
Resumen: La necesidad por dispositivos analíticos cada vez más específicos ha impulsado una aceleración en la industrialización dedicada a la creación de sustratos de trabajo, que empleando materiales sustentables como el papel resultan ser una alternativa atractiva para frenar el impacto ambiental que el uso de materiales no biodegradables conlleva. En este trabajo se presenta un sensor electroquímico analítico a base de papel con tinta conductora de grafito, para la detección no invasiva de ácido úrico en muestras de saliva artificial por medio de voltamperometría cíclica. El diseño de los dispositivos se inspiró en la geometría convencional de una celda de tres electrodos característica de un electrodo serigrafiado comercial, los sustratos de papel fueron cubiertos con cera de abeja (incolora e inolora) para crear una barrera hidrofóbica sobre la cual se depositó la tinta de grafito mediante aerografía, empleando un stencil de ácido poli-láctico construido por impresión 3D. Los dispositivos mostraron un amplio rango de detección desde los 100 μM hasta los 1000 μM, con una sensibilidad de 2.9315 nA/μM y un límite de detección de 49 5802 μM, mientras que el potencial de oxidación del analito fue de 0.6059 ± 0.0023 V Los resultados analíticos sugieren que estos dispositivos pueden ser utilizados como una alternativa sustentable en la implementación de sistemas electroquímicos complejos dedicados al análisis de muestras orgánicas, hasta la implementación de biosensores para la detección selectiva de analitos con relevancia clínica, gracias a la metodología simple y ecológica propuesta.
Palabras clave: ácido úrico, dispositivo a base de papel, electroquímico, tinta conductora, voltamperometría cíclica
Agradecimientos: Los autores expresan su gratitud a la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología, e Innovación (SECIHTI) por financiar este trabajo a través de la Beca de Doctorado (2021-000018-02NACF-22472).
Detección de hemoglobina por efecto SERS utilizando nanoislas de oro
Susana
Hernández López , Marco Antonio Camacho López , César Salinas Tavira , Enrique Vigueras Santiago 1 1 1 1
Laboratorio de Investigación y Desarrollo de Materiales Avanzados, Km 14 5 Carretera Toluca-Atlacomulco, Edificio C, Campus el Rosedal, Universidad Autónoma del Estado de México eviguerass@uaemex mx 1
Resumen: La detección temprana de biomarcadores es muy importante para el cuidado de la salud humana. Esta situación motiva al grupo de investigación a desarrollar nanomateriales con aplicaciones SERS para la detección de sustancias biológicas. El presente estudio se centró en el desarrollo y aplicación de nanoislas de oro como sustratos activos para la detección de hemoglobina mediante SERS Se eligió hemoglobina como molécula modelo, dado que es una proteína vital para el transporte de oxígeno y cuya deficiencia causa anemia Consideramos que la capacidad de detectarla en concentraciones mínimas a través de estas nanoestructuras de oro tiene un gran potencial para el desarrollo de biosensores y herramientas de diagnóstico más sensibles y eficientes. La investigación se llevó a cabo en varias etapas metodológicas rigurosas. La reproducibilidad de las nanoislas de oro se logró a través de medir in situ durante su depósito por evaporación térmica la resistencia de la capa depositada, siendo esta de 40 MΩ. Se establecieron las condiciones óptimas para la preparación de muestras para su análisis por Raman (0.2 a 0.6 μL) y temperatura ambiente permitían una deposición uniforme del analito, asegurando mediciones Raman consistentes. Para confirmar la identidad de la hemoglobina en las muestras biológicas, se realizaron análisis complementarios de UV-Vis, IR y Raman, comparando los espectros obtenidos con datos de la literatura, lo que aseguró la correcta caracterización del analito. Las mediciones Raman se realizaron con un Espectrofotómetro Raman Horiba JovinYvon, LamRam HR800 equipado con un láser de longitud de onda de 632 nm, una rejilla de 600 líneas/mm y un objetivo de 50X Se logró una distribución uniforme del analito permitiendo la detección límite de hemoglobina con las nanoislas de oro de 2 5×10 M, que se traduce a 161 partes por millón. 6
Palabras clave: biosensores, detección de hemoglobina, nanoislas de oro, espectroscopía Raman
Agradecimientos: Los autores agradecen el apoyo otorgado al CONAHCyT por el apoyo otorgado a través del proyecto No A1-S-33899
Transporters of metarhizium guizhouense involved in the perception of plant-fungus chemical signals
Juan Mauricio Ibarra-Chavira , Víctor Manuel García-Vera , Iván Horacio Piña-Torres , 1 1 1
César Luis Cuevas-Velázquez , Juan Carlos Torres-Guzmán , 2 1
Gloria Angélica González-Hernández , Israel Enrique Padilla-Guerrero 1 1
1
Universidad de Guanajuato, División de Ciencias Naturales y Exactas, Departamento de Biología, Noria Alta S/N, C.P. 36050, Guanajuato, Guanajuato. México. jm.ibarrachavira@ugto.mx; ie.padillaguerrero@ugto.mx
Centro de Investigación en Biotecnología Universidad Autónoma del Estado de Morelos (UAEM) Cuernavaca, México. Av. Universidad 1001 Col. Chamilpa, Cuernavaca, Morelos, México.
2 Abstract: Communication is fundamental for establishing symbiotic relationships between organisms, particularly between plants and fungi Species of the genus Metarhizium are widely distributed and abundant in the rhizosphere However, information regarding the molecular exchange between host plants and Metarhizium is limited Among the most abundantly secreted plant compounds are phytohormones, which can act as communication signals in this symbiosis. Previously, our group reported that Metarhizium responds to phytohormone stimulation, increasing its germination and inducing hyphal growth. An analysis of the transcriptome during the symbiosis of Metarhizium guizhouense with the roots of Sorghum bicolor plants revealed an induction of genes from transporter protein families, suggesting the involvement in the molecular communication between the plant and the fungus The main objective of this research was to identify and characterize transporter proteins that facilitate the perception of phytohormone signals in the fungus Metarhizium guizhouense. To do this, we selected transporters that may be involved in phytohormone mediated perception by the fungus, generating null, overexpressing, and reintegrant mutants in the fungus M.guizhouense. The analysis of these transformants and their response to phytohormones revealed an effect on phytohormone perception. To demonstrate that the transporters we selected are involved in the transport of phytohormones, we used phytohormone biosensor systems based on FRET (Förster resonance energy transfer) that have been previously reported, which we used in the yeast Saccharomyces cerevisiae, where we coexpressed them with the candidate transporters of M. guizhouense. In this work, we present the results and progress we have made.
1 Centro de Micro y Nanotecnología, Universidad Veracruzana, Boca del Río, Ver , México
Maestría en Ciencias en Micro y Nanosistemas, Centro de Micro y Nanotecnología, Universidad Veracruzana, Boca del Río, Ver., México. dianajmz14@hotmail.com
3
2 Instituto de Ciencias Marinas y Pesquerías, Universidad Veracruzana, Boca del Río Ver , México
Resumen: La espectroscopía Raman mejorada por superficie (SERS, por sus siglas en inglés) ha demostrado ser una herramienta poderosa para la detección de biomoléculas, debido a su capacidad para amplificar las señales vibracionales de analitos adsorbidos sobre superficies metálicas nanoestructuradas La eficiencia de este efecto depende fuertemente de la morfología, distribución y concentración de las nanoestructuras metálicas empleadas Por ello, la optimización del diseño y la síntesis de los sustratos SERS resulta clave para el desarrollo de biosensores altamente sensibles y reproducibles. En este trabajo se fabricaron sustratos SERS basados en nanohilos de óxido de zinc (ZnO), obtenidos mediante anodización electroquímica a voltaje constante, empleando bicarbonato de potasio (KHCO₃) como electrolito. Sobre estos sustratos se depositaron nanopartículas de plata a diferentes concentraciones, con el objetivo de evaluar su efecto en la respuesta SERS. La síntesis de las nanopartículas se realizó utilizando nitrato de plata (AgNO₃) como precursor y ácido ascórbico como agente reductor Se caracterizó la morfología, homogeneidad y dispersión de las nanopartículas sobre los nanohilos, así como su capacidad de amplificación Raman mediante la detección de una biomolécula modelo. Los resultados permitieron establecer una correlación entre la densidad de nanopartículas y la eficiencia SERS, con el propósito de optimizar el diseño de sustratos para biosensado.
Palabras clave: Nanohilos, óxido de Zinc, SERS, nanoparticulas de plata, biosensores
Agradecimientos: este trabajo fue desarrollado al financiamiento de la SECIHTI: proyecto CF2023-G-580 y beca de maestría número 2052205.
Validación clínica del inmunoensayo de flujo
lateral para la detección de hipertensión
Giosvany Martínez-Boloña , Ivette Martínez-Vieyra , M B de la Mora , 1 1 2
Marco Antonio Fuentes-García , César Reyes-López , Doris Cerecedo 2 4 1
Laboratorio de Hematobiología, Escuela Nacional de Medicina y Homeopatía, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México
1 Departamento de Investigación Científica e Industrial, ICAT, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México
3
2 Unidad de Investigación, Instituto Mexicano del Seguro Social, Ciudad de México, México
4
Laboratorio de Bioquímica Estructural, Escuela Nacional de Medicina y Homeopatía, Instituto Politécnico Nacional, Ciudad de México, México
Resumen. La hipertensión arterial (HTA) es un problema de salud pública mundial con una prevalencia creciente cada año. La falta de herramientas de detección eficientes dificulta la detección temprana y el tratamiento oportuno de las personas afectadas. Previamente nuestro equipo de trabajo identificó la sobreexpresión del canal de sodio epitelial (ENaC), biomarcador específico de la hipertensión arterial. En el presente trabajo optimizamos y validamos clínicamente un inmunoensayo de flujo lateral (LFIA) que incorpora nanopartículas de oro (AuNP) funcionalizadas con anticuerpos que identifican el ENaC Cada tira reactiva se ensambló con 10 µL de cada componente y las reacciones se realizaron en un patrón en espiga de 9 puntos dentro de la zona de prueba. Para la validación clínica, se realizó una prueba doble ciego en la que se analizaron 200 lisados plaquetarios obtenidos de una población abierta. Las muestras se clasificaron de acuerdo a los valores de tensión arterial registrada en el momento de la toma de muestra sanguínea. A todas las muestras se determinó simultáneamente los niveles de expresión de ENaC por LFIA y mediante Western-blot como método de referencia. El análisis de las curvas ROC indicaron una exactitud de 0 7314 para LFIA y 0.6491 para Western-blot La sensibilidad y especificidad de LFIA fueron del 76.24 % y 61 54 %, respectivamente, en comparación con el 68.31 % y el 60.34 % para el Western-blot. Estos resultados respaldan la viabilidad de la LFIA como una posible herramienta de detección para identificar individuos hipertensos.
Palabras clave: hipertensión arterial, plaquetas, canales epiteliales de sodio, inmunoensayos de flujo lateral, nanopartículas de oro, diagnóstico, sensibilidad, especificidad.
Agradecimientos: Los autores agradecen el apoyo brindado por el Instituto Politécnico Nacional a través del proyecto SIP 202311
Detección SERS de proteínas utilizando nanoestrellas de plata
José Luis Zamora Navarro , Daniela González Zárate , Pablo Thomas Dupont , 1 1 2
Yuri Okolodkov , Irma Yadira Izaguirre Hernández , María Beatriz de la Mora Mojica , 3 4 5
Luis Zamora Peredo1
Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología, Universidad Veracruzana, Veracruz, México 1 joseluiszamo86@gmail.com
Instituto de Investigación Médico Biológicas, Universidad Veracruzana, Veracruz, México 2
Instituto de Ciencias Marinas y Pesquerías, Universidad Veracruzana, Veracruz, México 3
Facultad de Bioanálisis, Universidad Veracruzana, Veracruz, México 4
Fotofísica y Películas Delgadas, ICAT, UNAM, Ciudad de México, México 5
Resumen: La detección de proteínas es fundamental en numerosas áreas de la ciencia y la medicina, ya que las proteínas desempeñan un papel central en los procesos biológicos. Son responsables de funciones estructurales, catalíticas, de señalización y transporte en los organismos vivos. En el ámbito biomédico, muchas enfermedades están asociadas con la sobreexpresión, subexpresión o modificación estructural de ciertas proteínas, lo que las convierte en biomarcadores clave para el diagnóstico, monitoreo y pronóstico de diversas condiciones, como cáncer, enfermedades neurodegenerativas, autoinmunes e infecciosas En este trabajo se presenta un enfoque basado en espectroscopía Raman mejorada por superficie (SERS, por sus siglas en inglés) para la detección directa de proteínas sin la necesidad de emplear reportadores moleculares o etiquetas. La metodología se basa en el depósito controlado de nanoestrellas de plata, sintetizadas mediante reducción química, sobre nanohilos de hidróxido de cobre anodizado electroquímicamente. Esta configuración permite aprovechar los efectos plasmónicos generados por las nanoestructuras metálicas para amplificar la señal Raman de diferentes biomoléculas Se obtuvieron espectros SERS de albúmina sérica bovina (BSA), el antígeno tumoral CA 19-9, su anticuerpo específico, así como del marcador CA 15-3. Los resultados demuestran la capacidad de este substrato para distinguir las firmas espectrales características de las proteínas, lo que la convierte en una estrategia prometedora para el desarrollo de biosensores ópticos sensibles y específicos.
Palabras clave: Nanoestrellas de plata, detección de proteínas, biosensor SERS, espectroscopía Raman, efecto plasmónico
Agradecimientos: El apoyo en este trabajo por la Universidad Veracruzana y el financiamiento por SECIHTI a través de la beca de posgrado.
Síntesis de nanoporos y nanohilos de alúmina anódica para detección SERS
Arlette Moreno López , José Luis Zamora Navarro , Daniela González Zárate , 1 1 1
Julián Hernández Torres , Luis Zamora Peredo * 1 1
Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología, Universidad Veracruzana, Veracruz, México luiszamora@uv mx 1
Resumen: La anodización del aluminio es una técnica electroquímica ampliamente utilizada para la formación de capas de óxido, permitiendo la generación de superficies nanoporosas altamente ordenadas. En este trabajo se desarrollaron substratos SERS (Surface-Enhanced Raman Scattering) mediante el depósito de nanoestructuras metálicas sobre alúmina anódica porosa (PAA) y nanohilos de óxido de aluminio (NW’s) La síntesis de la alúmina anódica nanoporosa, reconocida por su autoorganización y versatilidad, se llevó a cabo mediante el ajuste de parámetros como voltaje, tipo de electrolito, condiciones de electropulido y tiempo de anodización, con el fin de controlar el tamaño y la distribución de los poros.
La caracterización morfológica de los nanoporos y nanohilos se realizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), confirmando la formación homogénea de las estructuras deseadas. Para evaluar el desempeño de los sustratos como plataformas de detección, se realizaron estudios Raman empleando azul de metileno (MB) como molécula de prueba a tres concentraciones: 10 μM, 1 μM y 0.1 μM. El análisis se centró en la intensidad del modo vibracional característico a 1623 cm ¹ , correlacionando los resultados con la morfología observada en las micrografías SEM. Estos substratos SERS muestran gran potencial en el desarrollo de biosensores debido a su capacidad para amplificar señales Raman de moléculas en concentraciones micromolar, lo que permite la detección altamente sensible y específica de compuestos biológicos. Por su bajo costo, facilidad de fabricación y posibilidad de escalarse, esta propuesta representa una alternativa viable para el diseño de sensores ópticos aplicables en diagnóstico biomédico, monitoreo ambiental o análisis de contaminantes
Agradecimientos: El apoyo en este trabajo por la Universidad Veracruzana y el financiamiento por SECIHTI a través de la beca de posgrado.
Resistive Glucose Sensing via Adsorption in Bulk Based on Pentacene Derivatives
María de la Luz Mota González 1
1
SECIHTI-Innova Bienestar de México C Ciencia y Tecnología 790, Saltillo 400, Saltillo, Coah ; luz mota@innovabienestar mx
Abstract - The increasing need for stable, sensitive, and enzyme-free glucose detection platforms has led to the exploration of organic semiconductors, particularly pentacene derivatives. This work reports a resistive glucose sensor based on a bulk-phase configuration employing a composite material in which the semiconductors were self-assembled in solution onto a polyvinyl alcohol (PVA) matrix The composition effect on the physicochemical, morphological, and electrical behavior was investigated Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) confirmed dipole–dipole interactions and hydrogen bonding between the matrix and semiconductor phases, indicating successful molecular integration. Scanning Electron Microscopy (SEM) revealed that lower matrix concentrations resulted in a rougher morphology, with sub-5 nm pores and surface protrusions caused by molecular aggregation and packing, which enhanced the effective surface area. UV-Vis spectroscopy indicated preserved optical activity, while four-point probe measurements yielded a baseline resistance of 127.71 Ω. sensing tests before and after exposure to the analyte showed a pronounced resistive and conductivity changes, due to strong interaction with the semiconductor These results demonstrate the feasibility of using pentacene-derivative-based materials in bulk resistive configurations for glucose sensing and position this prototype as a viable candidate for non-enzymatic, low-cost, portable biosensing and wearable system applications.
Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Cuernavaca, México, teresa nava@ibt unam mx 1
Resumen: Una alta proporción de factores transcripcionales (FTs) involucrados en la respuesta al estrés ambiental en Saccharomyces cerevisiae presentan un elevado nivel de desorden estructural, por lo que se consideran proteínas intrínsecamente desordenadas. RTG1 y RTG3 son ejemplo de esto, y además se predice que pueden formar biocondensados por separación de fases liquidolíquido Participan en la vía retrograda de comunicación entre organelos y ayuda a mantener la homeostasis celular en condiciones óptimas de crecimiento y en diferentes tipos de estrés Heterodímeros RTG1-RTG3 migran del citoplasma al núcleo cuando se produce daño mitocondrial. Con la hipótesis de que las propiedades fisicoquímicas responsables de la flexibilidad estructural intrínseca de estos FTs están asociadas a su capacidad para detectar cambios en el ambiente intracelular, provocando cambios en su conformación, empleamos a RTG1-RTG3 para evaluar su posible función como sensor del estrés hiperosmótico. Se fusionaron con dos proteínas fluorescentes en sus extremos, se expresaron en la levadura bajo un promotor de galactosa, complementando el fenotipo de osmo-sensibilidad de las mutantes nulas RTG1-RTG3 tienen la capacidad para detectar cambios en el medio intracelular, se evaluó determinando la señal de la transferencia de energía de resonancia de Förster (FRET) entre los dos fluoróforos. RTG1 y RTG3 producen FRET en presencia de altas concentraciones de NaCl, KCl y sorbitol. La eficiencia de FRET en todos estos casos resultó en una correlación positiva con el incremento en la concentración de estos compuestos. Se observa que RTG1 y RTG3 migran al núcleo y forman condensados moleculares en presencia de estrés
Agradecimientos: por el apoyo otorgado para la realización del trabajo por CONACyT, CONACyT CF-2023-I-503, así como su poyo con la beca Posdoctoral asignada a Teresa B. NavaRamírez CVU 501149.
Método de momentos en el estudio de propiedades en nanomateriales 2D con aplicaciones como sensores
Felipe Neri Navarro Sánchez , José Luis Hernández Pozos , Cesar Augusto Guarín Duran 1 1 1,2
Departamento de Física, Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa, Av. San Rafael Atlixco No. 186 Col. Vicentina, Ciudad de México, México, felipenavarro65@gmail.com.
1 Investigador por México-Departamento de Física, Universidad Autónoma Metropolitana Iztapalapa, Av San Rafael Atlixco No 186 Col Vicentina, Ciudad de México, México
2 Resumen: En la década reciente, el incremento en la habilidad para solucionar problemas numéricos en ordenadores mediante el uso de técnicas del electromagnetismo computacional ha facilitado la obtención de resultados en el modelado de la interacción de campos electromagnéticos con objetos físicos y su entorno. Particularmente, desde la década de 1960, se han desarrollado programas para encontrar soluciones a las ecuaciones de Maxwell de forma aproximada, empleando la ecuación integral superficie-volumen de campo eléctrico discretizada con el método de los momentos. Los análisis numéricos han expandido la aplicación de métodos aproximados a tecnologías como el radar, la teledetección, las antenas, la comunicación inalámbrica, los circuitos de alta frecuencia y la nanofotónica. El electromagnetismo computacional permite simular el comportamiento electromagnético de sensores nanoestructurados metálicos para optimizar su diseño en aplicaciones específicas. La descripción preferida de objetos metálicos de escalas nanométricas son cilindros, esferas y cubos, pero también es posible usar geometrías irregulares, con el fin de encontrar propiedades inusuales e incrementar las señales ópticas de plasmon. Es posible sugerir que los nanomateriales irregulares modelados adecuadamente pueden ser empleados como sensores de moléculas para determinar diversas propiedades, incluyendo los plasmones de nanomateriales metálicos. Se discutirá la utilización de geometrías, tamaños y formas de nanomateriales medidos por microscopía electrónica y perfilometría en simulaciones mediante teselación para el método de momentos Se mostrarán análisis de propiedades como la transmisión y la reflexión de ondas electromagnéticas, y la aparición de campos eléctricos locales que aumentan las señales ópticas de moléculas
Palabras clave: Electromagnetismo computacional, nanomateriales, método de momentos, transmisión, reflexión
Agradecimientos: César A Guarín Durán agradece a SECIHTI por el apoyo para realizar investigación y divulgación con el proyecto CBF-2023-2024-3073, al proyecto 683 de Investigadores por México de la SECIHTI, al Laboratorio Nacional de Cómputo de alto Desempeño (LANCAD) y SECIHTI por las horas dadas en la supercomputadora Yoltla del LSVP UAM-Iztapalapa, proyecto 21-2025 Felipe Neri Navarro Sánchez agradece a SECIHTI por la beca con número de apoyo 4013866, otorgada para realizar estudios de Maestría
Diseño de un sistema óptico portátil para el
análisis de propiedades físicas de células biológicas
Miguel A Jr Olivera-Gallegos , Nadia E Álvarez-Chávez , Anays Acevedo-Barrera , 1 1 1
Roberto Márquez-Islas , Jose C. Perales , Augusto García-Valenzuela 2 3 1
1 Unidad de Investigación y Desarrollo Tecnológico, Hospital General de México “Dr Eduardo Liceaga”, Ciudad de México, 06726, México
2
Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, 04510, México, oliveramiguel fi@gmail com
3
Laboratorio de Biofísica y Metabolismo, Facultad de Medicina, Universidad de Barcelona, Barcelona, 08907, España
Resumen: En este trabajo se propone el diseño de un sistema óptico portátil para el análisis de patrones de difracción generados por una monocapa de células biológicas. Con el objetivo de evaluar sus propiedades físicas de dichas células, como su tamaño y forma, se realizará un análisis de imágenes de los patrones observados. Estas propiedades físicas se modifican comúnmente en patologías como la anemia espacial. Para modelar este tipo de anemia, se utilizaron células de levadura (Saccharomyces cerevisiae), a las cuales se le indujo el proceso de apoptosis usando un protocolo estándar Durante el proceso de apoptosis inducido, la célula adquiere una forma esférica y se reduce su tamaño de manera análoga a lo que se observa en la anemia espacial. Para la obtención de las imágenes de los patrones de difracción se utilizó una cámara CMOS (marca ELP), posteriormente se analizaron las imágenes en un programa diseñado en Python obteniendo perfiles de intensidad. Para caracterizar la respuesta óptica de la cámara en la medición de intensidad, se ha empleado la Ley de Malus. Con base en los resultados obtenidos, vemos que este sistema puede ser de gran aporte por su portabilidad y facilidad de uso por parte de personal no especializado El sistema ofrece la posibilidad de realizar mediciones in situ, ya sea en un hospital junto al paciente o en una misión aeroespacial, donde se necesita integrar sensores ópticos compactos.
Palabras clave: patrón de difracción, células biológicas, biosensor óptico, sistema óptico portátil, Ley de Malus.
Agradecimiento: Agradecemos el apoyo financiero a la Dirección General de Asuntos del Personal Académico de la Universidad Nacional Autónoma de México, a través del proyecto PAPIIT IN105824
Desarrollo de un substrato SERS basado en nanotubos de dióxido de titanio decorados con nanopartículas de plata
Héctor Ariel Renteral Rodríguez , Marcos Luna Cervantes , José Luis Zamora Navarro , 1 2 2
Yuri Okolodkov , Luis Zamora Peredo 3 2
1
Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de los Materiales, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Veracruzana, Boca del Río, Veracruz, México zS21002476@estudiantes uv mx
Centro de Investigación en Micro y Nanotecnología, Universidad Veracruzana, Veracruz, México 2 Instituto de Ciencias Marinas y Pesquería, Universidad Veracruzana, Veracruz, México 3
Resumen: Los biosensores basados en la espectroscopía Raman amplificada por superficie (SERS) han emergido como herramientas poderosas para la detección ultrasensible de biomoléculas, permitiendo identificar analitos en concentraciones bajas. La eficacia de estos dispositivos depende en gran medida de la calidad y diseño de los sustratos SERS utilizados. Los nanotubos de dióxido de titanio (TiO₂) se presentan como una plataforma prometedora debido a su alta área superficial, biocompatibilidad y facilidad de funcionalización. La decoración de estas nanoestructuras con nanopartículas metálicas, como las de plata, es crucial para potenciar la respuesta SERS, ya que generan "puntos calientes" que amplifican significativamente la señal Raman. En este trabajo se fabricaron sustratos SERS a partir del electrodepósito de nanopartículas de plata sobre nanotubos de titanio, obtenidos vía anodización electroquímica utilizando un electrolito de fluoruro de amonio y etilenglicol. Se analizaron los cambios en la intensidad SERS de una biomolécula de prueba con respecto a la variación de la morfología de las nanopartículas de plata Además, se determinó la densidad de nanoestructuras más adecuada para futuras aplicaciones de biosensado, aprovechando tanto el área superficial interna como externa de los nanotubos.
Agradecimientos: A la Facultad de Ciencias Químicas región Veracruz de la Universidad Veracruzana por el apoyo brindado
Desarrollo de un quimiosensor plasmónico tipo
nariz para la detección de hongos filamentosos potencialmente patógenos
Sofia Pamela Roque Bermudez1
Instituto Politécnico Nacional, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Ciudad de México, sofiap2300@gmail com 1
Resumen: Este trabajo de investigación se enfoca en el estudio de la detección de compuestos volátiles (VOC’s) producidos por Aspergillus flavus. Este hongo filamentoso, es un microorganismo productor de micotoxinas, las cuales tienen efectos adversos sobre la salud y generan pérdidas económicas significativas en semillas Las micotoxinas que produce A flavus son denominadas aflatoxinas son compuestos difuránicos clasificados en cuatro tipos principales: B1, B2, G1 y G2. Estas se producen en condiciones específicas de temperatura (25-35 °C), humedad relativa (70-90%) y contenido de humedad del grano (16.5-18%). El desarrollo de sensores analíticos, específicamente quimiosensores colorimétricos basados en nanopartículas de oro, ofrece una herramienta prometedora para detectar estos VOCs. Este trabajo tiene como objetivo desarrollar y validar un quimiosensor plasmónico basado en nanopartículas de oro para la detección de A. flavus productor de micotoxinas, sintetizando nanopartículas de oro de tamaños distintos así como la funcionalización de las mismas con Reactivo de Tollens (detección de aldehídos) y ácido mercaptoborónico (detección de aminas), una vez detectados los compuestos se evidenciará debido a las propiedades ópticas de las nanopartículas, como la resonancia plasmónica localizada (LSPR), que permitirán identificar cambios en la interacción con los VOCs, lo cual es clave para diseñar dispositivos de detección rápida y eficaz.
Palabras clave: Quimiosensor plasmónico, micotoxigénico, análisis de semillas, análisis en tiempo real
Modelos de inteligencia artificial para el análisis de glucosa en saliva de pacientes diabéticos analizada
mediante un sensor infrarrojo
Tomas Guerrero-Rubio ¹ , ² , Juan Arturo Castelán Vega¹, Gustavo Jesús Vázquez-Zapién²
1 Escuela Nacional de Ciencias biológicas, IPN, Ciudad de México, México, tomihotmail@gmail.com.
2 Escuela Militar de Medicina, UDEFA, Ciudad de México, México, gus1202@hotmail.com
Resumen: Se explora el potencial de la inteligencia artificial aplicada al análisis de glucosa en saliva mediante espectroscopia infrarroja, buscando revolucionar la monitorización no invasiva de la glucosa El objetivo principal fue establecer un sensor infrarrojo, utilizando específicamente un Sensor de Cascada Cuántica, que apoyado con modelos de inteligencia artificial pueda estimar la glucosa salival, correlacionándola con valores séricos y de HbA1c El estudio tuvo un doble propósito: la cuantificación del nivel de glucosa en la muestra de saliva y la clasificación de glucosa elevada/glucosa normal. Para este estudio, se recolectaron 350 muestras de saliva sin estimular, obtenidas de individuos en ayunas, incluyendo un grupo control. Las muestras fueron sometidas a evaluación inmediata para asegurar la calidad de los datos espectrales. Se capturaron espectros infrarrojos de las muestras para su posterior análisis. Los datos se dividieron en un 60% para entrenamiento y un 40% para la validación. Los resultados preliminares indican que el modelo de Perceptrón Multicapa (MLP), empleado para la cuantificación de glucosa, mostró un rendimiento predictivo alentador (R2 = 0.8989, RMSE = 17.78 mg/dL). Este MLP consta de 1 capa, 140 neuronas y empleó una función de activación Tanh. Por otro lado, en el modelo de clasificación, la precisión general fue de 0.68. Específicamente, mostró una precisión de 0.80 en la clase "alto", pero solo de 0.47 en la clase "bajo", lo que confirma las limitaciones en la identificación de esta última. Se concluye que la combinación de espectroscopia infrarroja de saliva e inteligencia artificial es prometedora para la monitorización no invasiva de la glucosa Sin embargo, se requiere optimización de los modelos de clasificación y abordar el desbalance de datos, especialmente en la clase "bajo".
Palabras clave: inteligencia artificial, glucosa en saliva, espectroscopia infrarroja, diabetes, monitoreo no invasivo.
Agradecimientos: Los autores agradecen el apoyo brindado por la Escuela Nacional de Ciencias biológicas, la Escuela Militar de Medicina y Becas de Posgrado de CONAHCYT para la realización de este trabajo.
Antocianinas de capulín como biosensores
naturales: potencial y aplicaciones en
la industria alimentaria
Alejandra Monserrat Castorena-Sánchez , Carlos Arnulfo Velázquez-Carriles , 1 2
Gabriela Hinojosa-Ventura , Jorge Manuel Silva-Jara 2 1
1
Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI), Universidad de Guadalajara, Guadalajara, Jalisco, México alejandra castorena@alumnos udg mx
2
Centro Universitario de Tlajomulco (CUTLAJO), Universidad de Guadalajara, Tlajomulco de Zúñiga, Jalisco, México
Resumen: La contaminación de alimentos es una problemática de salud global, genera millones de pérdidas de vidas por el consumo de alimentos contaminados, económicas y además se deriva una gran contaminación ambiental. Con la finalidad de abordar este desafío han surgido los sensores que monitorean la calidad de los alimentos. En este sentido hay ciertos tipos de moléculas naturales que se pueden incorporar a los alimentos de manera segura y que tienen la propiedad de mostrar las reacciones visibles en respuesta a los cambios de los alimentos Las antocianas son unas de estas moléculas que reaccional al cambio de pH, el cual es un indicador conocido del cambio del estado químico y fisiológico de los componentes de los alimentos. Las antocianinas cambian de color, al cambiar el pH y es por ello que se pueden tomar estos cambios visibles y pueden utilizarse como sensores en los alimentos. En el presente trabajo se evaluó el cambio de color de las antocianinas extraídas del capulín en respuesta a diferentes pHs. Además, se hizo la evaluación del efecto antioxidante Por lo anterior se puede inferir que los extractos de capulín pueden utilizarse como sensores en carnes de animales, alimentos altamente perecederos, y contribuir a prolongar su vida útil.
Agradecimientos: Los autores expresan su agradecimiento a la Secretaría de Ciencia, Humanidades, Tecnología e Innovación (SECIHTI) de México
Development and Evaluation of an Electrochemical DNA Biosensor
Irma Paz Hernández Rosales , Emilio Antonio Cortés Váñez , Alicia María Reveles Espinoza , Renatta Trejo Trejo
3 1
, Jannu Ricardo Casanova Moreno
Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica, Querétaro, México 1 ihernandez@cideteq mx
Universidad Tecnológica Metropolitana de Aguascalientes, México 2
Universidad Tecnológica de San Juan del Río Querétato, México 3
Abstract: This project is focused on creating a biosensing platform to provide an early and specific certainty for medulloblastoma diagnosis, a IV-grade malignant brain tumor that primarily affects children. By using thiolated oligonucleotides ((labeled with the electrochemical marker methylene blue) on gold electrodes, the aim is to develop a biosensor capable of providing a diagnostic certainty for subgroup 3 medulloblastoma. Namely, the foregoing biosensor, is characterized due to it’s high metastatic potential and poor prognosis. The DNA probe is designed by using the NearestNeighbor method, ensuring the aforementioned biosensor specificity and stability We go on potential interferents that are evaluated using bioinformatics tools such as BLAST and MultAlin In addition, electrochemical tests were carried out using techniques such as cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV) and square wave voltammetry (SWV) to analyze the interaction of the gold electrodes with self- assembled monolayers (SAMs) made out of 6mercapto-1-hexanol. Results demonstrated the process repeatability and effectiveness of the SAMs by reducing current. To continue, the formation of SAMs with the DNA probe and their interaction with a specific target were evaluated. Part of the DNA results results showed that the electrochemical signal decreases when the target is added due to changes in the oligo's conformation that move the methylene blue away from the surface This work establishes a solid foundation for future research in the development of electrochemical biosensors applied to cancer diagnosis. Moreover we highlight the importance of process standardization and materials optimization.
