Repositorio
Institucional

Romero, Marcelo R.

Next-generation spectroscopic probe for alpha-amylase detection: Development of a potential biomarker for cancer

ELSEVIER

REACTIVE & FUNCTIONAL POLYMERS

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A novel spectroscopic probe based on a barbituric acid-starch (ST-BA) derivative is synthesized and used to assess the alpha-amylase activity. This derivative and its precursors are characterized by UV-Visible, fluorescence, FTIR, and 1H NMR spectroscopy. Luminescent ST-BA core contains a double bond conjugated to pyrimidine ring carbonyl groups, yielding a notable UV-Visible absorption and fluorescence emission. Enzymatic ST-BA cleavage reveals a kinetics slower than for pristine starch, inducing new supramolecular structures with an enhanced fluorescence quantum yield. Force field minimization also supports the contribution of intra and intermolecular interactions to ST-BA oligomer rigidification, a singularity in agreement with aggregation-induced emission. However, the decrease of UV-Visible signal reveals the chromophore competition for the photon after oligomer self-assembly. The linear spectroscopic responses support to ST-BA as a successful enzymatic activity sensor. Although these findings emphasize the ST-BA potential for qualitative enzyme analysis, further experimental condition studies are essential for accurate quantification.Se sintetiza una nueva sonda espectroscópica basada en un derivado de almidón de ácido barbitúrico (ST-BA) y se utiliza para evaluar la actividad de la alfa-amilasa. Este derivado y sus precursores se caracterizan mediante espectroscopia UV-Visible, de fluorescencia, FTIR y RMN de 1H. El núcleo luminiscente de ST-BA contiene un doble enlace conjugado a grupos carbonilo del anillo de pirimidina, lo que produce una notable absorción UV-Visible y emisión de fluorescencia. La escisión enzimática de ST-BA revela una cinética más lenta que la del almidón prístino, induciendo nuevas estructuras supramoleculares con un rendimiento cuántico de fluorescencia mejorado. La minimización del campo de fuerza también respalda la contribución de las interacciones intra e intermoleculares a la rigidización del oligómero de ST-BA, una singularidad que concuerda con la emisión inducida por agregación. Sin embargo, la disminución de la señal UV-Visible revela la competencia del cromóforo por el fotón después del autoensamblaje del oligómero. Las respuestas espectroscópicas lineales respaldan a ST-BA como un sensor de actividad enzimática eficaz. Si bien estos hallazgos resaltan el potencial del ST-BA para el análisis cualitativo de enzimas, son esenciales estudios adicionales sobre las condiciones experimentales para una cuantificación precisa.

artículo original

Modified starch

Fluorescent probe

Barbituric acid

Knoevenagel reaction

10.1016/j.reactfunctpolym.2025.106320

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ANTIOXIDANT

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WOS:001491040000001

Next-generation spectroscopic probe for alpha-amylase detection: Development of a potential biomarker for cancer

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ELSEVIER

REACTIVE & FUNCTIONAL POLYMERS

Chemistry, Applied

Engineering, Chemical

Polymer Science

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1381-5148

CONICET(Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas (CONICET))#SECYT-UNC (PIDTA 2023)#Universidad de la Frontera (Chile)#PIP ESPORA I######

CONICET

SECYT-UNC (PIDTA 2023) [33620230100213CB, 2023-258]

Universidad de la Frontera (Chile)

PIP ESPORA I [1122013010065CO]

[21/2024]

[30820150100052CB]

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[PICT2021-0426]

[PICT2021-0874]

[PICT- 2021-CAT-II-00147]

[DI21-0068]

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