La detección de analitos de importancia biológica tales como las aminas biógenas (AB) es un campo de trabajo que despierta gran interés. Estos analitos son particularmente importantes debido a su utilidad como biomarcadores en ciertas enfermedades o a la necesidad de su control en alimentos. Por su parte, el NO y el CO son también importantes neurotransmisores aunque con características químicas completamente diferentes a las de las AB. El presente proyecto está encaminado a la preparación de sensores químicos para la detección de neurotrasmisores. La mayor parte de los sensores químicos diseñados se basan en la aproximación de unidad complejante o reactiva-unidad señalizadora pero en el desarrollo de esta investigación se explorarán mecanismos de transducción novedosos y poco explotados. Así, además del empleo de compuestos conteniendo la estructura de BODIPY que posee unas interesantes propiedades fluorescentes, también se empleará el proceso de Emisión Inducida por Agregación (AIE) de diferentes compuestos como mecanismo de transducción en el reconocimiento de los diferentes neurotrasmisores considerados. Los BODIPYs han demostrado que son fluoróforos muy interesantes ya que pueden experimentar procesos de Transferencia de Energía que modifican no solo sus longitudes de onda de absorción sino también de emisión. Estas características son muy útiles para el diseño de sondas para medios biológicos. Por otra parte, con pocas excepciones, los tejidos biológicos dispersan mucho la luz, conduciendo a imágenes de poca resolución y estudio difícil empleando la microscopía de fluorescencia tradicional. El empleo de microscopía de óptica no lineal y en concreto microscopía de fluorescencia multifotónica resuelve este problema, además permite una profundidad de penetración mayor fundamentalmente porque incluso las señales correspondientes a distintos fotones dispersos puede ser asignada a su origen.

El principal objetivo es el diseño de materiales híbridos que permitan añadir funcionalidad adicional en alimentos humanos y de animales para mejorar la protección antimicrobiana y su refuerzo en relación al aporte de sustancias con actividad biológica. Se van a desarrollar sistemas en los que los principios activos antimicrobianos serán anclados a diferentes tipos de matrices (sílices mesoporosas, sílices de bajo coste y celulosa microcristalina) para poder realizar un estudio completo de su potencial antimicrobiano. Por otra parte, se van a sintetizar materiales híbridos para la liberación controlada de sustancias de interés alimentario haciendo hincapié en la solución de los problemas encontrados anteriormente: dificultad de encapsulación de moléculas grandes y con polaridad diferente; posible toxicidad de los surfactantes utilizados en la preparación de los materiales mesoporosos; imposibilidad de reciclaje del surfactante si el vaciado del material mesostructurado se realiza mediante calcinación para evitar la toxicidad del surfactante. Así, se va a acometer la síntesis de compuestos laminares que permitan el encapsulado de moléculas de gran tamaño y en los que sea posible modular la polaridad de las cavidades receptoras de las moléculas huésped. También se pretende preparar materiales mesoporosos mediante la utilización de asociaciones supramoleculares de compuestos de origen natural que actuarán como plantilla para la generación de los poros. La utilización de la técnica del co-estructurante permite que sean los mismos principios que se desean liberar los que estén formando parte de la plantilla y puedan ser liberados por un vaciado simple. Finalmente está prevista la funcionalización de los materiales híbridos obtenidos con los sistemas de puerta molecular que nos permitan un control fino de la liberación de los principios activos

La Universitat Politècnica de València (UPV) lidera Cobiophad, un proyecto de investigación financiado por el programa Horizon2020 de la Unión Europea y la Plataforma Tecnológica Europea Photonics 21 que tiene por objetivo el desarrollo de un innovador dispositivo biofotónico de bajo coste y alta sensibilidad, basado en tecnología de disco compacto, para detectar alergias a medicamentos en un máximo de 30 minutos.

El presente proyecto está relacionado con el diseño, preparación y caracterización de materiales avanzados y su uso en aplicaciones de liberación controlada y de sensores. Basados en estos sistemas se prepararán sistemas capaces de detectar ciertos patógenos y toxinas. Algunos de estos materiales con puertas se incorporarán a transistores de capa fina orgánicos para la preparación de nuevos sensores. También se trabajará en el desarrollo de nuevas sondas cromo-fluorogénicas para detección de neurotransmisores gaseosos (NO y CO) y la detección de aminas biogénicas.

La aplicación de dispositivos electrónicos, así como el tratamiento posterior de las mediciones obtenidas con ellos, en sistemas de detección y actuación en el campo de la biomedicina tiene una importancia relevante.

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