UNA REVISIÓN DE LOS BIOSENSORES PARA EL MONITOREO AMBIENTAL

1. UNA REVISIÓN DE LOS BIOSENSORES PARA EL MONITOREO AMBIENTAL: PRINCIPIO, APLICACIÓN Y CONSECUCIÓN CORRESPONDIENTE DE LOS OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE eLABORADO POR CAUNA QUISPE, SEBASTIAN JESUS rUELAS yANAPA, yANETH raMOS AROHUANCA, JHON bRIAN TAPIA FLORES, YAJHAIRA LESSLY

2. INTRODUCCIÓN El biosensor es una estrategia analítica de contaminantes basada en la biotenología, y consta de elementos trransductores de señales que producen señales detectables o cuantibicables al detectar contaminates Los tipos de biosensores incluyen los basados en células libres y en células completas,los no específicos y los específicos según los elementos biológico y la capacidad de detección, La biodisponibilidad y los efectos tóxicos se pueden establecer mediante un biosensor basado en células completas en compración con uno libre de células

3. TIPOS DE BIOSENSORES BIOSENSORES LIBRES DE CELULAS

4. TIPOS DE BIOSENSORES BIOSENSORES DE CELULAS COMPLETAS NO ESPECÍFICOS

5. TIPOS DE BIOSENSORES BIOSENSORES ESPECÍFICOS DE CELULAS

6. 4. APLICACIÓN DEL BIOSENSOR AL MONITOREO AMBIENTAL. 4.1 MONITOREO DE METALES PESADOS La contaminación por metales pesados generalmente se descarga como resultado de actividades antropogénicas e industriales (por ejemplo, refinerías, fábricas de metales, minería, fábricas de cemento, plantas de fundición, etc.) y su contaminación pone en peligro la salud humana y el medio ambiente. Los metales pesados son transportados al medio ambiente, especialmente a fuentes de agua, y fácilmente absorbidos por los organismos vivos (agua, aguas residuales, aire, residuos sólidos, y organismos). Debido a la acumulación de contaminantes en el medio ambiente (por ejemplo, agua, suelo, sedimentos) y vida silvestre como plantas, animales sobre durante un largo periodo de tiempo, los metales pesados suponen un grave peligro. Se han ideado varios métodos para detectar sus concentraciones y presencia en el matriz ambiental. Especialmente, los biosensores pueden detectar los niveles de metales pesados y determinar cuánta contaminación provocan. Los biosensores pueden detectar fácilmente la presencia de metales pesados para regular y gestionar la seguridad y calidad del agua.

7. La sonda de ADN se utiliza como reconocimiento de elementos para detectar elementos/iones de metales pesados y es basado en los principios siguientes. El primero es la formación de un dúplex de ADN estable debido a la unión selectiva de bases de ADN específicas con iones de metales pesados; para el segundo, heavy metal los iones ayudan a romper las ADN ezimas (desoxirribozimas) y, finalmente, la sonda rica en guanina cambia a una estructura estable G-quadruplex. Los biosensores de células completas ilustran una técnica prospectiva para la detección/monitoreo de metales pesados y son fundamentales para la selectividad y sensibilidad uso de biosensores para La detección y medición continua y/o individual normalmente depende de la naturaleza biológica tipos de elementos activos. Además, los biosensores (es decir, organismos) se pueden integrar en la exposición a contaminantes y se utiliza como método para predecir sustancias químicas. contaminación en el medio ambiente.

9. La literatura la revisión demostró que Shen et al diseñaron un sistema MFC de toxicidad para detectar concentraciones de Cu de 5 a 7 mg L –1 de una manera rápida y rápida. respuesta. En su investigación, Wu et al. desarrolló un nuevo sensor tóxico basado en MFC de sedimentos para uso en línea y monitoreo de Cu2+ in situ mediante el uso de especies de bacterias como Clostridium y Geobacter. Los resultados encontraron que las concentraciones de Hg2+ analizadas por el biosensor podrían confirmarse mediante el estándar métodos (por ejemplo, masa de plasma acoplado inductivamente espectrometría, ICP-MS), demostrando que el biosensor era confiable y relevante para la detección de iones Hg2+ en muestras reales. Por ejemplo, Circuito de ADN autocatalítico basado en exonucleasa. ADNzima III y G-quadruplex para mercurio La detección de iones logró una alta selectividad y sensibilidad. Para un LOD, era 10 fM y el lineal El rango fue de 10 fM a 100 nM. utilizó un sistema de biosensores para detectar Hg2+ en muestras de agua del grifo y de lagos con grafeno 3D/ electrodo de oro y una sonda informadora unida a Au nanopartículas. Un excelente rango ampliamente lineal Se alcanzó de 0,1 fM a 0,1 µM. A diferencia de, Se controlan estrictamente los niveles de Hg2+, Pb2+ y Cd2+. por la Unión Europea debido a las propiedades bioacumulativas y altamente tóxicas de estas sustancias y su impacto en la salud humana y el medio ambiente. Según EE.UU.

10. MONITOREO DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS LOS ENCONTRAMOS EN: Los herbicidas y pesticidas orgánicos de desechos agrícolas En las aguas residuales industriales existen contaminantes orgánicos persistentes (COP) Los desechos Productos domésticos cotidianos como jabones, desodorantes, plásticos y cosméticos La aplicación de biosensores para detectar contaminantes orgánicos en aguas residuales logra los resultados más rápidos y precisos en comparación con otros métodos tradicionales

11. TIPOS DE BIOSENSORES BIOSENSORES DE CÉLULAS COMPLETAS BASADOS EN GENES METABÓLICOS Para atacar el benceno, el fenol, el tolueno y otros contaminantes relacionados BIOSENSOR EN UNA ESTRUCTURA MICROBIANA Monitorea el tolueno BASADA BIOSENSORES BASADOS NANOMATERIALES Detectan pesticidas BIOSENSOR DE LUMINISCENCIA DE CÉLULAS COMPLETAS alcanos, tolueno, naftaleno en aguas residuales, agua de mar y suelo BIOSENSOR FLUORECENCIA detecta diferentes tipos de hidrocarburos CON BIOSENSORES COLORIMÉTRICOS insecticidas piretroides e hidrocarburos halogenados Mediante la aplicación de un biosensor, se puede lograr una rápida detección y detección de contaminantes orgánicos. Estos biosensores son bastante económicos, portátiles, disponibles para uso in situ y no generan residuos durante el análisis.

12. MONITOREO DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS RESIDUALES La descarga de aguas residuales es una de las fuentes de contaminación ambiental, y los biosensores también podrían lograr el monitoreo de la calidad de las aguas residuales El biosensor de DBO basado en MFC se utilizó para monitorear las aguas residuales porcinas en Japón, lo que minimiza el costo de energía para la aireación . Del mismo modo, las aguas residuales de cervecería obtenidas en Canadá contienen DQO y otras como NH4 La DQO de las aguas residuales domésticas procedentes vertidas en humedales artificiales podría controlarse mediante biosensores basado en MFC Sin embargo, se necesitan más estudios sobre la detección de contaminantes específicos, como metales tóxicos, en aguas residuales industriales par mejorar la calidad de las aguas residuales. de España

13. BIOSENSOR PARA LOS OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE ( ODS) Los biosensores son dispositivos avanzados que detectan impurezas en el aire, el suelo y el agua. Son herramientas esenciales para identificar y controlar contaminantes ambientales.

14. RELACIÓN ENTRE LOS ODS Y LA APLICACIÓN DE BIOSENSORES. VENTAJAS DE LOS BIOSENSORES ODS 6 (Agua limpia y saneamiento): Detectan contaminantes en el agua potable, mejorando la calidad y acceso al agua segura. ODS 12 (Producción y consumo responsables): Reducen el uso de productos químicos peligrosos en el monitoreo ambiental. ODS 13 (Acción por el clima): Su portabilidad y facilidad de uso ayudan a disminuir la huella de carbono. ODS 14 (Vida submarina): Monitorean la calidad del agua en ecosistemas marinos y de agua dulce. ODS 15 (Vida de ecosistemas terrestres): Detectan contaminantes del suelo, protegiendo la salud de los ecosistemas terrestres. Permiten la detección rápida y precisa de contaminantes sin necesidad de equipos complicados. Proporcionan información sobre la toxicidad y biodisponibilidad de los contaminantes. Ayudan a alcanzar las metas de los ODS relacionadas con la calidad del agua y la reducción de residuos peligrosos.

15. DESAFÍOS DE LA APLICACIÓN DE BIOSENSORES PARA EL LOGRO DE LOS ODS PORTABILIDAD Y REUTILIZACIÓN: SELECTIVIDAD Y SENSIBILIDAD COSTO Y COMERCIALIZACIÓN: Avances en nanomateriales y aptámeros, pero su alto costo limita la viabilidad comercial. Reducir costos y consumo de energía para hacerlos accesibles y viables comercialmente. Necesidad de biosensores portátiles y reutilizables para uso in situ. Mejorar la estabilidad y la vida útil. SOSTENIBILIDAD Y HUELLA DE CARBONO: APLICACIÓN EN MUESTRAS REALES: Se requieren más pruebas con muestras reales para validar la eficacia en condiciones reales. Alta huella energética y de carbono en la producción.

16. CONCLUSIONES Contribución a los ODS: Los biosensores pueden ayudar a lograr varios ODS, incluyendo agua limpia (ODS 6), consumo responsable (ODS 12), acción climática (ODS 13), vida submarina (ODS 14), y vida en la tierra (ODS 15). Responsabilidad Ambiental y Social: Las sociedades están avanzando hacia una mayor responsabilidad ambiental, económica y social. Tecnología de Remediación: Los biosensores pueden detectar impurezas en el medio ambiente, permitiendo la identificación y eliminación de contaminantes. Investigación Limitada: A pesar de su potencial, la investigación sobre la importancia y aplicación de los biosensores para los ODS es limitada.

17. ¡GRACIAS!