Desarrollo de métodos electroquímicos y fluorimétricos para monitorización del carbonato de litio empleando quantum dots

Abstract

El carbonato de litio es un fármaco comúnmente utilizado en el tratamiento del trastorno afectivo bipolar, tanto en su profilaxis como en el tratamiento de episodios depresivos, maníacos o hipomaníacos. Debido a su estrecho margen terapéutico suele ser necesario realizar análisis de sangre para el ajuste de dosis y la monitorización de los pacientes. El objetivo de este trabajo fue desarrollar y evaluar un método portátil y más cómodo para el paciente de cuantificación de concentración de Li+ mediante el uso de Quantum Dots (QDs). En el trabajo se sintetizaron QDS de ZnS dopados con Mn2+, que incorporan un polímero en la superficie con reconocimiento y especificidad para la detección de iones Li+. El producto obtenido fue analizado mediante técnicas de microscopía electrónica y difracción de rayos X. Además de las medidas fluorimétricas, se estudiaron métodos de detección electroquímicos, y se compararon dos métodos para adherir los QDs modificados a electrodos serigrafiados. Para la determinación de concentración de Li+ en disoluciones acuosas se empleó un potenciostato, que demostró rapidez y precisión en sus medicines. Los parámetros para la realización de estas medidas con electrodos fueron optimizados para su potencial uso en la detección sérica de Li+ en muestras reales. Para garantizar el uso doméstico, se estudiaron potenciostatos portátiles de bajo costo. Los QDs demostraron excelentes cualidades fluorescentes y capacidad de quenching. Los electrodos modificados, una vez optimizados, se presentan como un método rápido y eficaz de detección selectiva de iones Li+.

Lithium carbonate is a commonly used drug in the treatment of bipolar affective disorder, both for prophylaxis and for the treatment of depressive, manic or hypomanic episodes. Due to its narrow therapeutic index, blood tests are often necessary for dose adjustment and patient monitoring. The aim of this work was to develop and evaluate a portable and more convenient method to quantify Li+ concentration using Quantum Dots (QDs) for patients. In this study, Mn2+ doped ZnS QDs were synthesized, incorporating a surface polymer with recognition and specificity for Li+ ion detection. The resulting product was analysed using electron microscopy and X-ray diffraction techniques. In addition to fluorometric measurements, electrochemical detection methods were studied, employing and comparing two methods for adhering the modified QDs to screen-printed electrodes (SPE). For this purpose, a potentiostat was used, demonstrating its speed and precision for determining Li+ concentration in aqueous solutions. The parameters for conducting these measurements with electrodes were optimized for their potential use in the serological detection of Li+ in real samples. To ensure at-home use, low-cost portable potentiostats were studied. Synthesized QDs exhibited excellent fluorescent qualities and quenching capability. Once optimized, these modified electrodes present themselves as a fast and effective method for the selective detection of Li+ ions.