La presente tecnología corresponde a un kit pseudo-ELISA para la detección sensible, selectiva y rápida de la toxina microcistina-LR en muestras acuosas, tales como agua potable y cuerpos de agua naturales (ríos, lagos, etc). Este kit está basado en nanosuperficies con capacidad de reconocimiento molecular hacia la MC-LR, las cuales actúan como reemplazo de los anticuerpos naturales usados en el ELISA convencional. Las nanosuperficies son MIPs que pueden tener morfologías esféricas, cilíndricas, ovaladas, láminas, rómbicas, o rods, y son obtenidas mediante polimerización de monómeros acrílicos o metacrílicos en presencia de la molécula objetivo, MC-LR. Estas nanosuperficies se encuentran distribuidas uniformemente sobre una superficie de unos pocillos de una microplaca de poliestireno. Además, el kit contiene disoluciones que permiten la medición de la MC-LR en medio acuoso (Figura 1). Específicamente, kit de pseudo-ELISA se compone de al menos los siguientes componentes: 1. una microplaca de poliestireno de 96 pocillos , sobre la que se encuentran depositadas las nanosuperficies poliméricas con capacidad de reconocimiento molecular a una concentración entre 0,05 - 1,00 mg·mL-1 ; las nanoMIPs son mímicos de anticuerpos que otorgarán al test desarrollado una alta selectividad, estabilidad acondiciones ambientales, con bajos costos de operación, fácil manejo, fácil implementación, y 100 % libre del uso de animales. 1. botellas de reactivo A: disoluciones estándares de MC-LR: se requieren al menos 6 botellas con concentraciones de 0 ; 0,01 ; 0,1 ; 0,5 ; 1,0 y 2,0 μg·L-1 ; 1. botellas de reactivo B: compuesta por una disolución bloqueadora, provista de por surfactante con concentración entre 0,1 a 10% y otra botella que contiene proteína inerte de origen animal entre 0,5 a 10% ; 1. botella de reactivo C: sistema de sustrato líquido de 3,3′,5,5′-tetrametilbencidina (TMB) para ELISA ; 1. botella de reactivo D: conjugado enzimático compuesto por MC-LR marcada con enzima peroxidasa de rábano picante (HRP), MCLR-HRP ; 1. botella de reactivo E: disolución de parada compuesta por ácido sulfúrico a una concentración entre 0,05 - 1,0 mol·L-1 ; 1. botella de reactivo F: disolución de lavado compuesta por tampón buffer fosfato salino 10X, pH 7,4 ; 1. una caja para el embalaje de los componentes del kit: es de un material ligero preferentemente, pero no exclusivamente cartón. El cual permite la impresión gráfica del nombre y la descripción técnica del producto y 1. un soporte para los componentes del kit en el interior de la caja: este soporte preferentemente, pero no exclusivamente espuma provista de orificios y ranuras para introducir las botellas de las disoluciones del kit y la microplaca. Además, debe ser capaz de conservar la temperatura de las botellas entre 4 a - 8 °C. Este soporte permitirá que el producto llegué seguro y organizado al cliente. Este kit es el primer kit comercial basado en nanopartículas poliméricas de reconocimiento molecular, reemplazando los anticuerpos que se usan convencionalmente (provenientes de animales). En comparación con lo que existe comercialmente este kit presenta mayor estabilidad dado que tiene como componente principal un polímero que reconoce molecularmente la molécula objetivo mediante interacciones no covalentes, este material podría regenerarse y reutilizarse. La ventaja de usar este material es que no necesita cuidados especiales en comparación a los anticuerpos.

Qué problema resuelve esta capacidad

Actualmente la determinación de la hepatotoxina MC-LR se lleva a cabo por métodos engorrosos, costosos y difíciles de implementar, lo que reduce la posibilidad de que se lleven a cabo controles periódicos para la determinación de la presencia de esta hepatotoxina. Una alternativa planteada hasta el momento es ELISA convencional, el cual requiere el uso de anticuerpos para garantizar la alta sensibilidad y especificidad hacia el analito de interés. Sin embargo, el uso de estas biomoléculas posee también múltiples limitaciones como lo es su alto costo, poca estabilidad de almacenamiento, alta sensibilidad a las condiciones del medio de reacción y el uso de animales (de donde provienen los anticuerpos). Por su parte, en el kit pseudo-ELISA (basado en nanopartículas poliméricas molecularmente impresas específicas) propuesto en esta innovación, se cambiarán los anticuerpos convencionales por anticuerpos sintéticos o “plásticos” (nanoMIPs), estos mímicos de anticuerpos otorgarán al test desarrollado una alta selectividad, estabilidad a condiciones ambientales, con bajos costos de operación, fácil manejo, fácil implementación, y la eliminación del uso de animales. Como resultado se obtendrá el primer kit comercial ELISA libre de anticuerpos naturales (generalmente provenientes de animales), dotado con alta selectividad hacia la toxina microcistina-LR (incluso mayor que los usados comercialmente), fácilmente asequible y altamente amigable con el operador. Con el calentamiento global y la creciente eutrofización de los sistemas acuáticos, las floraciones de algas nocivas (FAN) han incrementado en los últimos años. Esto conlleva a un aumento en la cantidad de cianobacterias en sistemas de agua dulce, lo que deteriora la calidad del agua y afecta negativamente la salud de los seres vivos y la vida silvestre [1]. Las cianobacterias son las causantes de la producción de más de 60 especies de cianotoxinas, entre las que se encuentran las saxitoxinas, anatoxinas, cilindrospermopsinas, y las microcistinas (MCs). Las cianotoxinas con más ocurrencia en los cuerpos de agua dulce son las MCs, las cuales poseen más de 250 congéneres. Entre estos, la microcistina-LR (MC-LR) es reconocida por ser la más tóxica, persistente, y abundante en los ecosistemas [2]. Actualmente, la presencia de MCs en los sistemas acuáticos representa un problema para la calidad del agua tanto a nivel nacional como mundial. La distribución de cianobacterias en aguas continentales de Chile se presenta en diferentes regiones desde el extremo norte hasta el territorio antártico, siendo la concentración particularmente alta en verano debido a mayor formación de FAN [3]. A nivel mundial, países como China, Estados Unidos, Brasil y África, han reportado casos de aguas designadas como dañadas debido a la presencia de MCs [4,5]. Como consecuencia, diferentes países han desarrollado regulaciones o pautas para controlar los niveles de cianotoxinas en el agua potable y el agua utilizada para la recreación y la agricultura. Estas regulaciones se basan en el valor de guía provisional de agua potable publicado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) en 1998, el cual establece una concentración máxima de 1,0 μg·L-1 para MC-LR. De este modo, las MCs se miden y expresan comúnmente como equivalentes totales de MC-LR, por lo que la comunidad científica y varios gobiernos a nivel mundial presentan gran interés en la detección selectiva de esta molécula en cuerpos de agua [6].

Cuáles son las ventajas competitivas de esta capacidad

Actualmente la determinación de la hepatotoxina MC-LR se lleva a cabo por métodos engorrosos, costosos y difíciles de implementar, lo que reduce la posibilidad de que se lleven a cabo controles periódicos para la determinación de la presencia de esta hepatotoxina. Una alternativa planteada hasta el momento es ELISA convencional, el cual requiere el uso de anticuerpos para garantizar la alta sensibilidad y especificidad hacia el analito de interés. Sin embargo, el uso de estas biomoléculas posee también múltiples limitaciones como lo es su alto costo, poca estabilidad de almacenamiento, alta sensibilidad a las condiciones del medio de reacción y el uso de animales (de donde provienen los anticuerpos). Por su parte, en el kit pseudo-ELISA (basado en nanopartículas poliméricas molecularmente impresas específicas) propuesto en esta innovación, se cambiarán los anticuerpos convencionales por anticuerpos sintéticos o “plásticos” (nanoMIPs), estos mímicos de anticuerpos otorgarán al test desarrollado una alta selectividad, estabilidad a condiciones ambientales, con bajos costos de operación, fácil manejo, fácil implementación, y la eliminación del uso de animales. Como resultado se obtendrá el primer kit comercial ELISA libre de anticuerpos naturales (generalmente provenientes de animales), dotado con alta selectividad hacia la toxina microcistina-LR (incluso mayor que los usados comercialmente), fácilmente asequible y altamente amigable con el operador.

Qué más deberías saber sobre esta capacidad

TRL 3