Espectroscopía Raman para análisis químicos sin etiquetas.

Label-Free Chemical Analysis, Raman Spectroscopy

La espectroscopia Raman es una herramienta analítica muy preferida para el análisis químico sin etiquetas porque es una técnica no destructiva que preserva la muestra. La espectroscopia Raman es una herramienta útil para el análisis químico sin etiquetas de una variedad de biomoléculas como proteínas, membranas celulares y otras sustancias. La alta especificidad química de la espectroscopia Raman la convierte en una opción ideal para realizar análisis químicos sin etiquetas.

Análisis químico sin etiquetas, espectroscopia Raman

Crédito de la imagen: luchschenF/Shutterstock.com

Espectroscopía Raman para la monitorización de fármacos sin etiquetas

Los medicamentos nanoencapsulados se están investigando exhaustivamente en estos días y los investigadores están utilizando muchos métodos para realizar sus análisis químicos sin etiquetas. Es posible estudiar los mecanismos que regulan la administración de estos fármacos en el cuerpo humano mediante análisis químicos sin etiquetas.

La espectroscopia Raman se utiliza para el análisis químico sin etiquetas de fármacos nanoencapsulados para analizar su entrega intracelular. Análisis químico sin etiquetas de células de cáncer de mama tratadas con nuevas sustancias anticancerígenas incorporadas en nanopartículas por investigadores médicos para el análisis de la respuesta a los medicamentos.

Análisis químico sin etiquetas: una herramienta esencial en la investigación del cáncer

El análisis químico sin etiquetas mediante espectroscopia Raman también se puede utilizar para distinguir entre diferentes tipos de células. El análisis químico sin etiquetas de una célula concreta mediante espectroscopia Raman da como resultado una huella química específica. Este tipo especial de análisis químico sin etiquetas mediante espectroscopia Raman es útil para una alta precisión de diagnóstico.

Los investigadores del cáncer han utilizado ampliamente el análisis químico sin etiquetas mediante espectroscopia Raman para distinguir entre diferentes tipos de leucemia mieloide aguda. El análisis químico sin etiquetas mediante espectroscopía Raman produce espectros Raman únicos correspondientes a cada tipo de célula cancerosa, que pueden usarse para diagnosticar el tipo de cáncer.

Análisis químico de proteínas sin etiquetas

Entre los diversos métodos disponibles para el análisis químico de proteínas sin etiquetas, la espectroscopia Raman de superficie mejorada (SERS) es uno de los métodos más populares. Este método de análisis químico sin etiquetas y con superficie mejorada es una técnica poderosa para el análisis estructural de biomoléculas en condiciones fisiológicas.

Recientemente se ha publicado un artículo Revista Internacional de Ciencias Moleculares proporciona una descripción útil de la utilidad de SERS para el análisis químico de proteínas sin etiquetas. El análisis químico sin etiquetas realizado por SERS resulta valioso para investigar los detalles estructurales intrínsecos de las proteínas y está recibiendo un interés cada vez mayor en los campos de la biofísica, la química bioanalítica y la biomedicina.

Cyt-c es un tipo específico de hemoproteína que comúnmente se analiza mediante SERS. La espectroscopia de resonancia es particularmente eficaz para el análisis químico sin etiquetas de Cyt-c debido a la sensibilidad de la caracterización de las proteínas hemo a sus modos vibratorios, que sirven como indicadores del estado redox, el espín y el patrón de ligadura de las proteínas hemo. hierro hacer

El uso de SERS como herramienta de análisis químico sin etiquetas para identificar proteínas de membrana integradas en paredes celulares, virtuales o bacterianas ha enfrentado desafíos relacionados con las fluctuaciones espectrales cuando las proteínas objetivo se adsorben aleatoriamente en materiales activos en SERS.

Para resolver este problema relacionado con el análisis químico sin etiquetas, la funcionalización de nanomateriales con anticuerpos específicos resultó beneficiosa para la captura de proteínas controladas. Sin embargo, una fracción significativa de proteínas que carecen de cromóforos tiene secciones transversales Raman limitadas, lo que resulta en señales relativamente débiles durante el análisis químico sin etiquetas. Por lo tanto, existe una gran necesidad de desarrollar materiales activos en SERS biocompatibles, altamente sensibles y selectivos para realizar análisis químicos eficaces sin etiquetas en los tejidos de dichas muestras biológicas.

Análisis químico sin etiquetas de productos lácteos mediante espectroscopia Raman

La espectroscopía Raman para análisis químicos sin etiquetas ofrece una sensibilidad excepcional para detectar compuestos específicos dentro de un producto. Una investigación pionera sobre muestras de mantequilla en Teagasc ha demostrado el potencial de la espectroscopía Raman para el análisis químico sin etiquetas de mantequilla derivada de pastos a partir de productos producidos mediante sistemas de alimentación internos.

La aplicación de análisis químicos sin etiquetas mediante espectroscopia Raman combinada con microscopía ha permitido a los investigadores de Teagasc mapear la distribución de micronutrientes como los carotenoides dentro de las emulsiones lácteas.

Permitirá la detección de micronutrientes y probará la calidad de los productos lácteos para garantizar la seguridad del producto para el consumo humano.

Espectroscopia Raman de excitación múltiple: una novedosa herramienta de análisis químico sin etiquetas para diagnóstico médico

Las técnicas de diagnóstico actuales para infecciones agudas y crónicas son complejas y requieren habilidades especializadas. Los métodos tradicionales de diagnóstico de infecciones clínicas son lentos, lo que puede retrasar el tratamiento y amenazar la vida del paciente.

El análisis químico sin etiquetas mediante espectroscopia Raman es una herramienta de diagnóstico esencial en la medicina moderna, y los investigadores desarrollan nuevos métodos para mejorar el proceso de análisis químico sin etiquetas. Los investigadores informaron sobre un nuevo método de espectroscopia Raman de excitación múltiple. Química analíticaque es un método de análisis químico novedoso y eficaz para la detección de agentes infecciosos.

basado en espectroscopía Raman de excitación múltiple se ha utilizado para análisis químicos sin etiquetas e identificación no invasiva de patógenos microbianos. Este método se puede aplicar directamente a muestras clínicas no procesadas, proporcionando datos inmediatos a través de análisis químicos sin etiquetas para ayudar al diagnóstico.

La técnica especial de análisis químico sin etiquetas opera a través de una variedad de componentes moleculares resonantes y no resonantes interesantes dentro de las células bacterianas, aumentando así su capacidad para tomar huellas dactilares de moléculas. Esto permite que este método de análisis químico sin etiquetas obtenga diferencias en el nivel de cepa entre especies bacterianas.

Los investigadores utilizaron análisis químicos sin etiquetas mediante una técnica de espectroscopía Raman de excitación múltiple para detectar Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus. Las muestras se analizaron por separado y en medio de esputo.

Mediante la integración de datos de análisis químicos sin etiquetas mediante espectros Raman de excitación múltiple con análisis multivariado, la tasa de precisión alcanzó un impresionante 99,75 % para ambas especies, incluidas todas las especies. En particular, el novedoso método de análisis químico sin etiquetas logró una precisión del 100% al diferenciar entre S. aureus sensible y resistente a los medicamentos.

La espectroscopia Raman ha demostrado ser una técnica esencial para el análisis químico sin etiquetas en los campos de las ciencias de los alimentos, las biociencias y la industria médica. La aplicación de los últimos avances de la Industria 4.0, como la implementación de herramientas de aprendizaje automático (ML), permitirá un procesamiento rápido de datos para un análisis químico eficiente sin etiquetas.

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Referencias y lecturas adicionales

Laboratorio de Nanomedicina y Biofotónica Clínica, (2023). Espectroscopía Raman para análisis de células sin etiquetas. (en línea)
Disponible en: https://www.labion.eu/expertise-2/raman-spectrcopy-for-label-free-cells-analysis/#:~:text=Thanks%20to%20both%20the%20high,the%20use %20 de %20 %20 anticuerpos específicos.

Docencia, (2021). Espectroscopía Raman para evaluar la calidad nutricional en lácteos. (en línea)
Disponible en: https://www.teagasc.ie/media/website/publications/2021/TR_Summer2021_Raman.pdf

KL y. Alabama. (2022). Análisis de proteínas mediante espectroscopia Raman mejorada en superficie sin etiquetas: avances y aplicaciones. Revista Internacional de Ciencias Moleculares. 23 (22). 13868. Disponible en: https://doi.org/10.3390/ijms232213868

Lister, A. et. Alabama. (2022). Espectroscopía Raman de excitación múltiple para la caracterización sin etiquetas y a nivel de tinción de patógenos bacterianos en medios de esputo artificial. Química analítica, 94(2), 669-677. Disponible en: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c0250

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