Sensores ópticos de pH

Abstract

RESUMEN: Se han analizado las propiedades ópticas de tres cromóforos, empleados en ensayos de biología celular y molecular, mediante el empleo de técnicas espectroscópicas. Estos cromóforos se caracterizaron para, posteriormente, evaluar su potencial uso como sensor óptico de pH. Se obtuvo, como resultado final, el comportamiento general de cada colorante en función de la concentración y del pH. Para ello fue necesario obtener previamente las rectas de calibrado de la absorbancia frente a la concentración, del tiempo de vida medio frente a la concentración, así como de la emisión y la absorción frente a pH a diferentes concentraciones. Partiendo de la base de que se pueden marcar distintas partes de la célula mediante colorantes con afinidad por los diferentes componentes celulares, se pretende verificar si estos cromóforos pueden servir como método para determinar el pH de los distintos componentes, a través de la microscopía de fluorescencia confocal. Se busca un sensor óptico, para medir el pH de una determinada disolución problema y además, sensible a las variaciones de éste, reversible y estable a los cambios químicos. Esto permitiría la determinación del pH con una gran resolución espacial de la que carecen los sensores empleados habitualmente en los laboratorio de química: pHmetros o papeles indicadores. Sin embargo, el objetivo último, la medida in-situ del pH en los distintos componentes de una célula eucariota, queda fuera del desarrollo de este TFG.

ABSTRACT: The optical properties of three different dyes, used in cell and molecular biology, have been analyzed through the use of spectroscopic techniques. The mentioned chromophores are characterized in order to subsequently evaluate their potential use as an optical pH sensor. As a final result, the general behavior for each of the dyes, on the basis of concentration and pH, was obtained. In order to do so, it was necessary to previously obtain the following calibration curves: absorbance against concentration, average lifetime against concentration and emission and absorption spectra versus pH at different concentrations. Based on the fact that different parts of the cell can be marked through dyes with affinity for different cellular components, it is sought to determine whether these chromophores can be employed for a new method of pH measurement, employing confocal fluorescence microscopy. We are looking for an optical sensor used to measure the pH of a specific test solution which is, additionally, sensitive to the pH variations, reversible and stable to the chemical variations. This technique would allow pH determination with a spatial resolution that the sensors, commonly used at any chemistry lab, is missing: pH meter or pH indicator papers. However, pH measurement of the different components of an eukaryotic cell are out of the goals of this project.