{"id":174054,"date":"2025-03-05T11:21:11","date_gmt":"2025-03-05T17:21:11","guid":{"rendered":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/?post_type=divulgacion-ciencia&p=174054"},"modified":"2025-03-06T09:36:18","modified_gmt":"2025-03-06T15:36:18","slug":"microfluidica-y-proteinas","status":"publish","type":"divulgacion-ciencia","link":"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/divulgacion-ciencia\/microfluidica-y-proteinas\/","title":{"rendered":"Microflu\u00eddica: la revoluci\u00f3n tecnol\u00f3gica para identificar y separar prote\u00ednas"},"content":{"rendered":"\n

Por Roberto Carlos Gallo Villanueva<\/a> y V\u00edctor Hugo P\u00e9rez Gonz\u00e1lez<\/a><\/p>\n\n\n\n

Las prote\u00ednas son biomol\u00e9culas necesarias para diversas funciones celulares. Su correcta identificaci\u00f3n y el entendimiento de sus interacciones en las funciones de los seres vivos, es de suma importancia para el desarrollo y el crecimiento de la medicina y sus aplicaciones biotecnol\u00f3gicas.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, el tama\u00f1o y diversidad de las prote\u00ednas representan retos importantes para su uso y estudio.<\/p>\n\n\n\n

La microflu\u00eddica es la manipulaci\u00f3n de cantidades peque\u00f1as de fluidos (vol\u00famenes menores a un mililitro), esta disciplina ofrece ventajas <\/strong>sobre otros m\u00e9todos convencionales y tiene grandes aplicaciones, ya que explota, deliberadamente, propiedades y fen\u00f3menos distintos a los que encontrar\u00edamos en equipos de laboratorio a mayor escala.\u00a0<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Dispositivos microflu\u00eddicos conocidos como LOC (Lab-on-a-chip<\/em> o microlaboratorios)<\/strong>, que incluyen plataformas POC (Point-of-care<\/em> o pruebas de cabecera) han surgido como m\u00e9todos viables en aplicaciones con prote\u00ednas, ya que usan muestras peque\u00f1as, minimizando el uso de reactivos y desechos generados,<\/strong> logrando excelentes resultados al detectar cantidades muy peque\u00f1as de mol\u00e9culas con gran sensibilidad y selectividad.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Adem\u00e1s, la producci\u00f3n de estos dispositivos llega a ser muy barata y su naturaleza port\u00e1til los vuelve ideales para desarrollar an\u00e1lisis r\u00e1pidos y alejados de laboratorios centralizados.<\/p>\n\n\n\n

5 m\u00e9todos microflu\u00eddicos en tendencia<\/h2>\n\n\n\n

En un art\u00edculo recientemente publicado en la revista Electrophoresis [1], se presentan diferentes m\u00e9todos empleados en dispositivos microflu\u00eddicos<\/strong> utilizados para la manipulaci\u00f3n, identificaci\u00f3n y purificaci\u00f3n de prote\u00edna. A continuaci\u00f3n explicamos algunos de ellos:<\/p>\n\n\n\n

Procesos electromagn\u00e9ticos<\/h4>\n\n\n\n

Al aplicar un voltaje entre dos electrodos y generar un campo el\u00e9ctrico, surgen diferentes fuerzas conocidas como electrocin\u00e9ticas<\/strong> (electroforesis, electro\u00f3smosis, dielectroforesis, entre otras) que explotan diferencias sutiles en las propiedades el\u00e9ctricas y diel\u00e9ctricas de las prote\u00ednas, y logran una manipulaci\u00f3n espec\u00edfica de la o las prote\u00ednas deseadas<\/strong>.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Los procesos de manufactura para producir estos dispositivos en la micro y nanoescala han avanzado de gran manera, de forma que las necesidades de los equipos para producir estas fuerzas van en disminuci\u00f3n.\u00a0Aunque todav\u00eda queda una amplia \u00e1rea de desarrollo para mejorarlos.<\/p>\n\n\n\n

T\u00e9cnicas cromatogr\u00e1ficas<\/h4>\n\n\n\n

La microflu\u00eddica ha logrado incluir, dentro de sus aplicaciones, procesos que explotan propiedades de las prote\u00ednas como la carga, el tama\u00f1o e incluso la forma, para permitir separaciones con gran selectividad.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

\u00c9stos se benefician de las diferencias entre las interacciones de distintas naturalezas entre los analitos que fluyen (fase m\u00f3vil) y el empaquetamiento con superficies modificadas (fase estacionaria). <\/p>\n\n\n\n

Entre los tipos de cromatograf\u00eda que se han desarrollado en la micro y nanoescala, se encuentran las basadas en afinidad, en adsorci\u00f3n, en exclusi\u00f3n de tama\u00f1o y en intercambio i\u00f3nico.\u00a0<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u00c9stas funcionan como filtros modificados qu\u00edmicamente en su superficie para acrecentar las diferencias entre las prote\u00ednas, logrando as\u00ed su separaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Extracci\u00f3n l\u00edquido-l\u00edquido<\/h4>\n\n\n\n

Esta t\u00e9cnica aprovecha la afinidad qu\u00edmica de las prote\u00ednas por diferentes l\u00edquidos.<\/strong> De tal forma que, al poner en contacto prote\u00ednas con l\u00edquidos inmiscibles, las prote\u00ednas preferir\u00e1n alguno de estos y se desplazar\u00e1n hacia \u00e9l<\/strong>.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Al aplicar este principio en canales microflu\u00eddicos se toma ventaja del incremento del \u00e1rea de contacto entre los diferentes l\u00edquidos con respecto a su volumen, logrando procesos en corto tiempo, con alta eficiencia de separaci\u00f3n. <\/p>\n\n\n\n

Dispositivos que emplean esto, incluyen sistemas de dos fases acuosas<\/a> (aqueous-two-phase-systems<\/em>, ATPS) y sistemas de extracci\u00f3n l\u00edquido-l\u00edquido por formaci\u00f3n de gotas. Este \u00faltimo incrementa de manera notoria el \u00e1rea superficial de contacto entre los l\u00edquidos para el intercambio de prote\u00ednas.<\/p>\n\n\n\n

Acustoferesis<\/h4>\n\n\n\n

Otra aplicaci\u00f3n que aprovecha las diferentes propiedades de las prote\u00ednas es la acustoforesis, que utiliza un gradiente de presi\u00f3n dentro de un microcanal, utilizando ondas de sonido a ciertas frecuencias generadas con un dispositivo piezoel\u00e9ctrico<\/strong>, con la finalidad de separar prote\u00ednas en una muestra al explotar sus diferencias en tama\u00f1o, densidad y compresibilidad.<\/p>\n\n\n\n

Fuerzas de inercia<\/h4>\n\n\n\n

Otra t\u00e9cnica que usa es el equilibrio de fuerzas inerciales, de corte y ascensi\u00f3n dentro de canales rectos o curvos (en serpent\u00edn o espiral), el cual ser\u00e1 diferente para cada prote\u00edna, dependiendo de su naturaleza f\u00edsica, permitiendo as\u00ed su separaci\u00f3n.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Aqu\u00ed, la manipulaci\u00f3n s\u00f3lo depende de la geometr\u00eda y las dimensiones del canal, adem\u00e1s de las fuerzas viscosas, por lo que se convierte en una alternativa que no afecta a las prote\u00ednas.\u00a0S\u00f3lo es necesario un equipo para transferir la muestra.<\/p>\n\n\n\n

Por otra parte, la microflu\u00eddica basada en papel es muy similar a la metodolog\u00eda anterior, pero adem\u00e1s no necesita de esos equipos para la transferencia de la muestra. Esta explota fuerzas capilares para mover el fluido, creando plataformas muy econ\u00f3micas tanto para fabricar como para operar, y as\u00ed proporcionar una herramienta altamente biocompatible.<\/p>\n\n\n\n

Avances y retos en microflu\u00eddica<\/h2>\n\n\n\n

Estas t\u00e9cnicas microflu\u00eddicas, a pesar de presentar gran eficiencia para manipular, separar e identificar prote\u00ednas, a\u00fan presentan retos importantes para proporcionar plataformas listas para su comercializaci\u00f3n y uso extensivo. <\/p>\n\n\n\n

En el Tecnol\u00f3gico de Monterrey, los proyectos interdisciplinarios buscan vencer esos desaf\u00edos.\u00a0El proyecto insignia Aging 360<\/em> y la iniciativa estrat\u00e9gica de Nanotecnolog\u00eda y semiconductores<\/a><\/em><\/strong>, buscan impulsar el dise\u00f1o, la fabricaci\u00f3n y la aplicaci\u00f3n de sistemas microflu\u00eddicos en estas \u00e1reas del estudio de prote\u00ednas.<\/p>\n\n\n\n

Como ejemplo, los sistemas que incluyen fuerzas electrocin\u00e9ticas pueden tener efectos adversos en el fluido que transporta a las prote\u00ednas, lo que puede modificar y hasta da\u00f1ar las muestras.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Los equipos que generalmente se usan para generar los campos el\u00e9ctricos a\u00fan necesitan su miniaturizaci\u00f3n e integraci\u00f3n en una plataforma realmente port\u00e1til. Sin embargo, presentan una gran alternativa para la manipulaci\u00f3n de prote\u00ednas, sin necesidad de modificarlas qu\u00edmicamente (sin etiquetado), y pueden dise\u00f1arse para evitar otros sistemas externos para mover el fluido.<\/p>\n\n\n\n

Por su parte, los sistemas cromatogr\u00e1ficos y los de extracci\u00f3n l\u00edquido-l\u00edquido est\u00e1n ya establecidos y han demostrado excelentes aplicaciones con prote\u00ednas. Aunque todav\u00eda requieren el uso de equipo externo de laboratorio para manipular los fluidos a trav\u00e9s de los canales. Adem\u00e1s de que, algunas veces, necesitan pretratamiento a las muestras.\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Las t\u00e9cnicas de acustoforesis y de fuerzas inerciales tambi\u00e9n requieren de estos equipos externos para bombeo de muestras, y se puede dificultar la separaci\u00f3n de prote\u00ednas con propiedades similares. En cambio, pueden manejar altos vol\u00famenes de estas y no modifican el medio de suspensi\u00f3n en el que se encuentran.<\/p>\n\n\n\n

A pesar de estos retos, se avanza en la integraci\u00f3n de estos dispositivos.\u00a0Por ejemplo, con sensores \u00f3pticos o electroqu\u00edmicos, de manera que pronto se puedan tener plataformas completamente integradas que cumplan con los est\u00e1ndares establecidos por la Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud (OMS) para an\u00e1lisis en pruebas de cabecera, que acerquen a los individuos a mejoras en la prevenci\u00f3n y cuidado de la salud.<\/p>\n\n\n\n

Referencia<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

[1] De los Santos\u2010Ramirez, J. M., Boyas\u2010Chavez, P. G., Cerrillos\u2010Ordo\u00f1ez, A., Mata\u2010Gomez, M., Gallo\u2010Villanueva, R. C<\/strong>., & Perez\u2010Gonzalez, V. H.<\/strong> (2024). Trends and challenges in microfluidic methods for protein manipulation\u2014A review<\/a>. Electrophoresis, 45(1-2), 69-100.<\/p>\n\n\n\n

Autores<\/strong><\/h5>\n\n\n\n

Roberto Carlos Gallo Villanueva<\/a>. Es profesor investigador del Grupo de Enfoque en Nanosensores y Dispositivos, de la Escuela de Ingenier\u00eda y Ciencias, del Tec de Monterrey. Es doctor en Ciencias de Ingenier\u00eda con especialidad en Biotecnolog\u00eda. Su \u00e1rea de inter\u00e9s es los m\u00e9todos electrocin\u00e9ticos en microflu\u00eddica para aplicaciones biol\u00f3gicas y biom\u00e9dicas. Es miembro del Sistema Nacional de Investigadores.<\/p>\n\n\n\n

V\u00edctor Hugo P\u00e9rez Gonz\u00e1lez<\/a>. Es Doctor en Tecnolog\u00edas de Informaci\u00f3n y Comunicaciones, del Tec de Monterrey. Actualmente es profesor investigador en el Grupo de Investigaci\u00f3n y Enfoque Estrat\u00e9gico: Nanosensores y Dispositivos. Dirige el grupo de investigaci\u00f3n de Ciencia de Interfaz y es miembro del Sistema Nacional de Investigadores.<\/p>\n\n\n\n

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Conoce qu\u00e9 es la microflu\u00eddica y c\u00f3mo su aplicaci\u00f3n logra aprovechar las propiedades de las prote\u00ednas: su tama\u00f1o, su carga y su forma.<\/p>\n","protected":false},"author":18,"featured_media":174055,"menu_order":0,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_eb_attr":"","footnotes":""},"categories":[97],"tags":[944,114],"class_list":["post-174054","divulgacion-ciencia","type-divulgacion-ciencia","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-biotecnologia","tag-biotecnologia","tag-escuela-de-ingenieria-y-ciencias"],"acf":[],"yoast_head":"\nMicroflu\u00eddica y prote\u00ednas | TecScience<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Conoce qu\u00e9 es la microflu\u00eddica y c\u00f3mo su aplicaci\u00f3n logra aprovechar las propiedades de las prote\u00ednas: su tama\u00f1o, su carga y su forma.\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/divulgacion-ciencia\/microfluidica-y-proteinas\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"es_ES\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Microflu\u00eddica: la revoluci\u00f3n tecnol\u00f3gica para identificar y separar prote\u00ednas\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Conoce qu\u00e9 es la microflu\u00eddica y c\u00f3mo su aplicaci\u00f3n logra aprovechar las propiedades de las prote\u00ednas: su tama\u00f1o, su carga y su forma.\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/divulgacion-ciencia\/microfluidica-y-proteinas\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"TecScience\" \/>\n<meta property=\"article:publisher\" content=\"https:\/\/www.facebook.com\/TecScienceWeb\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2025-03-06T15:36:18+00:00\" \/>\n<meta property=\"og:image\" content=\"https:\/\/tecscience.tec.mx\/es\/wp-content\/uploads\/sites\/8\/2025\/02\/microfluidica-y-proteinas.jpg\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:width\" content=\"750\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:height\" content=\"500\" \/>\n\t<meta property=\"og:image:type\" content=\"image\/jpeg\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary_large_image\" \/>\n<meta name=\"twitter:site\" content=\"@TecScience_\" \/>\n<meta name=\"twitter:label1\" content=\"Tiempo de lectura\" \/>\n\t<meta name=\"twitter:data1\" content=\"6 minutos\" \/>\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\\\/\\\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/divulgacion-ciencia\\\/microfluidica-y-proteinas\\\/\",\"url\":\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/divulgacion-ciencia\\\/microfluidica-y-proteinas\\\/\",\"name\":\"Microflu\u00eddica y prote\u00ednas | TecScience\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/#website\"},\"primaryImageOfPage\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/divulgacion-ciencia\\\/microfluidica-y-proteinas\\\/#primaryimage\"},\"image\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/divulgacion-ciencia\\\/microfluidica-y-proteinas\\\/#primaryimage\"},\"thumbnailUrl\":\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/wp-content\\\/uploads\\\/sites\\\/8\\\/2025\\\/02\\\/microfluidica-y-proteinas.jpg\",\"datePublished\":\"2025-03-05T17:21:11+00:00\",\"dateModified\":\"2025-03-06T15:36:18+00:00\",\"description\":\"Conoce qu\u00e9 es la microflu\u00eddica y c\u00f3mo su aplicaci\u00f3n logra aprovechar las propiedades de las prote\u00ednas: su tama\u00f1o, su carga y su forma.\",\"breadcrumb\":{\"@id\":\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/divulgacion-ciencia\\\/microfluidica-y-proteinas\\\/#breadcrumb\"},\"inLanguage\":\"es\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"ReadAction\",\"target\":[\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/divulgacion-ciencia\\\/microfluidica-y-proteinas\\\/\"]}]},{\"@type\":\"ImageObject\",\"inLanguage\":\"es\",\"@id\":\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/divulgacion-ciencia\\\/microfluidica-y-proteinas\\\/#primaryimage\",\"url\":\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/wp-content\\\/uploads\\\/sites\\\/8\\\/2025\\\/02\\\/microfluidica-y-proteinas.jpg\",\"contentUrl\":\"https:\\\/\\\/tecscience.tec.mx\\\/es\\\/wp-content\\\/uploads\\\/sites\\\/8\\\/2025\\\/02\\\/microfluidica-y-proteinas.jpg\",\"width\":750,\"height\":500,\"caption\":\"La microflu\u00eddica es la manipulaci\u00f3n de cantidades peque\u00f1as de fluidos (vol\u00famenes menores a un mililitro). 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