Bombillas con ADN y propiedades fluorescentes: BioLEDs

El prefijo “bio” significa estrictamente “vida”. Lingüísticamente, favorecer o incluir el propio significado de vida, es el propósito que se busca al nombrar muchos productos con este prefijo. El concepto de “BioLed” necesita precisar su significado, puesto que hasta hace relativamente poco dicha nomenclatura estaba destinada a aquellos LEDs convencionales que tenían fines ecológicos, o que eran más energéticamente respetuosos con el entorno, como las lámparas térmicas para cultivos de plantas o cría de peces.

A día de hoy podemos entender como BioLED un invento revolucionario para el mundo de la iluminación fruto de la biotecnología, que ha dado lugar a una bombilla que funciona gracias a unas proteínas o un ADN con propiedades fluorescentes.

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En esta imagen se aprecia la luminiscencia ofrecida por distintos tipos de gomas fluorescentes, dependiendo que la combinación de sustancias utilizada. Image: Michael Weber / Fau 

Ha sido en la Universidad Erlangen-Nürnberg (Alemania) donde se ha publicado  recientemente un artículo que explica el funcionamiento de esta bombilla tan “poco ortodoxa”. Los componentes luminiscentes contienen un polímero de proteínas que forma la cápsula o envoltorio de goma que cubre parte del diodo. Dichas proteínas, fabricadas por bacterias, emiten luz blanca pura tras ser excitadas por otras fuentes lumínicas. Las que se utilizaron por parte de este equipo de investigadores fueron LEDs azules o de tipo ultravioleta.

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Espectro de luz blanca del BioLED. En esta gráfica se hace referencia a las longitudes de onda generadas por los nuevos LEDs (azul :emisión a 450 nm, verde: 520 nm y rojo: 630 nm), que presentan un patrón más puro que sus análogos convencionales. Imagen: M. D. Weber/University of Erlangen-Nuremberg

También cabe destacar que esa luz blanca pura obtenida, no solo es una fuente luminosa menos dañina para la vista y menos contaminante que otros tipos de luz, sino que también parece que genera menor estrés. El espectro de luz conseguido por estos BioLED tiene la misma cantidad de componentes de azul, rojo y verde, como bien se puede observar en la imagen adyacente.

Aumentar la luminosidad un 3.000% con ADN de doble élice

El equipo de investigadores de Back, S. H. et al. ha descubierto que mediante la utilización de otra molécula orgánica, como es el ADN, se puede aumentar la eficacia de otros semiconductores ya utilizados en la tecnología OLED (Organic Light-Emitting Diods). En esta tecnología se utiliza el  (alumina quinoline) para producir determinados espectros de luz (verde y azul). Con el objetivo de mejorar la eficiencia de esta tecnología se consiguió introducir una doble hélice de ADN (dsADN) en forma de una fina capa. El resultado de este añadido es un ADN que produce un incremento 30 veces mayor de la intensidad de la luz. Este fenómenos ocurre como consecuencia del bloqueo de la pérdida de electrones que produciría la presencia de la doble cadena de ADN.

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En esta imagen se puede observar el fenómeno descrito anteriormente y cómo la doble capa de ADN minimiza la pérdida de electrones / Crédito: Nature

Otra ventaja que presentan estas innovadoras bombillas es que poseen materiales orgánicos y, por tanto, son completamente biodegradables. Las bombillas LED convencionales están hechas de materiales como cerio e itrio, materiales inorgánicos de difícil degradación y poco abundantes, lo cual elevaba los costes de la tecnología LED de primeras generaciones.

A pesar de este listado de ventajas, uno de los matices que quedan por afinar es la vida de las proteínas luminiscentes, ya que las que se han conseguido producir solamente duran una media de 100 horas. Los científicos se muestran positivos ante este hecho y alegan que del mismo modo que se pueden hacer mutar proteínas con otros fines, la vida productiva de estas proteínas podría elevarse a miles de horas modificándolas adecuadamente.

 

Fede Burguet

Estudiante de medicina