ESPECTROSCOPÍA MOLECULAR ÚTIL EN LA DETERMINACIÓN DE BIOMARCADORES DE EXPOSICIÓN Y SUSCEPTIBILIDAD

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ESPECTROSCOPÍA MOLECULAR ÚTIL EN LA DETERMINACIÓN DE 
BIOMARCADORES DE EXPOSICIÓN Y SUSCEPTIBILIDAD 
 
 
PARA OBTENER EL TÍTULO DE QUÍMICO 
 
PRESENTADO POR: 
 
LINA MARCELA HERNÁNDEZ PÉREZ 
 
 
 
DIRECTOR: 
BASILIO DÍAZ PONGUTÁ 
QUÍMICO 
M.Sc. CIENCIAS AMBIENTALES 
 
 
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA 
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS 
PROGRAMA DE QUÍMICA 
MONTERÍA –CÓRDOBA 
2021 
2 
 
ESPECTROSCOPÍA MOLECULAR ÚTIL EN LA DETERMINACIÓN DE 
BIOMARCADORES DE EXPOSICIÓN Y SUSCEPTIBILIDAD 
 
 
PARA OBTENER EL TÍTULO DE QUÍMICO 
 
PRESENTADO POR: 
 
LINA MARCELA HERNÁNDEZ PÉREZ 
 
 
DIRECTOR: 
BASILIO DÍAZ PONGUTÁ 
QUÍMICO 
M.Sc. CIENCIAS AMBIENTALES 
 
UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA 
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS 
PROGRAMA DE QUÍMICA 
MONTERÍA –CÓRDOBA 
2021 
 
 
3 
 
Nota de aceptación. 
 
 
 
 
 
 
 
Director de monografía: Basilio Díaz Pongutá. 
 
 
 
Jurado Evaluador: Carlos Burgos Galeano. 
 
 
 
Jurado Evaluador: Miriam Cantero Guevara. 
 
 
 
 
 
 
Montería - Córdoba 
25/09/2021 
4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
Le agradezco primeramente a Dios por haberme acompañado y guiado a lo largo de mi 
carrera, por ser mi fortaleza en los momentos de debilidad y por brindarme una vida llena 
de aprendizajes, experiencias y sobre todo felicidad. A mis padres Crusilda Pérez y 
Emiliano Hernández por apoyarme en todo momento, por los valores que me han 
inculcado, por confiar y creer en mí; sin sus concejos, esfuerzos, amor, dedicación y por 
haberme dado la oportunidad de tener una excelente educación en el transcurso de mi 
vida. 
A mi hermana Claudia por ser un ejemplo de desarrollo profesional a seguir, A mis 
hermanos por ser parte de mi vida y representar la unidad familiar. Esto es por y para 
ustedes. 
A mi Amigo y Profesor Basilio Díaz por ser mi guía y haberme compartido sus 
conocimientos a lo largo de mi carrera, por su paciencia, consejos y esfuerzo logrando que 
esta investigación fuera posible. 
A nuestros amigos y docentes que fueron indispensable en nuestra carrera, logrando que 
todos fuéramos un gran equipo para superar todos y cada uno de obstáculos que se nos 
presentaron a lo largo de todos estos años. 
A toda mi familia por compartir conmigo este sueño. 
5 
 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
1. RESUMEN 9 
2. INTRODUCCIÓN 11 
3. OBJETIVOS 13 
3.1.1 OBJETIVO GENERAL 13 
3.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 13 
4. MATERIALES Y METODOS 14 
5. DESARROLLO DEL TEMA 15 
5.1.1 CAPITULO I: GENERALIDADES DE LOS BIOMARCADORES DE SUSCEPTIBILIDAD 15 
5.1.2 PRINCIPIOS DE LA MEDICIÓN 15 
5.1.3 Marcador biológico de exposición 15 
5.1.4 Biomarcador de susceptibilidad. 17 
5.1.5 Requerimientos que deberá cumplir un biomarcador ideal. 19 
5.1.6 Validación de biomarcadores. 20 
5.1.7 IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE NUEVOS MARCADORES BIOLÓGICOS. 20 
5.1.8 Espectrometría de masas 23 
5.1.9 Fotometría 25 
5.1.10 Potenciometría 26 
5.1.11 Pretratamiento 26 
5.1.12 Tratamiento fuera de línea 27 
5.1.13 Tratamiento en línea 27 
5.2 CAPITULO II: ESPECTROSCOPÍA MOLECULAR EMPLEADA EN ESTUDIOS DE SISTEMAS 
BIOLÓGICOS. 28 
5.2.1 Microespectroscopía de infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIRM) en el 
estudio de sistemas biológicos. 28 
5.2.2 TÉCNICA DE MICROESPECTROSCOPÍA DE INFRARROJO CON TRANSFORMADA DE 
FOURIER (FITRM) 31 
5.2.3 Análisis UV-VIS de nanopartículas metálicas crecidas en ambiente líquido 
mediante deposición laser pulsado. 33 
5.2.4 Uso de las propiedades fisicoquímicas de oligonucleótidos como biomarcadores 34 
6 
 
4.3 CAPITULO III: BIOMARCADORES PARA LA EVOLUCIÓN DE RIESGOS EN LA SALUD HUMANA.
 35 
5.2.5 Biomarcadores en toxicología humana 36 
5.2.6 Control biológico. 38 
5.2.7 Determinación de Colinesterasa Eritocitaria en Trabajadores Agrícolas. 38 
5.2.8 Biomarcadores en monitoreo de exposición a metales pesados en metalurgia. 39 
5.2.9 Biomarcadores en carcinogénesis 41 
5.2.10 Combinando enfoques metodológicos. 42 
5.2.11 Síntesis de perilenodiaminas con aplicación como biomarcadores fluorescentes. 43 
6. ANALISIS Y DISCUSIONES 44 
7. CONCLUSIONES 47 
8. REFERENCIAS 49 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1. Esquema del proceso de identificación y validación de un biomarcador. ........... 21 
Figura 2. Análisis de la expresión genética mediante microarrays de ADN. ...................... 22 
Figura 3. Esquema de un espectrofotómetro de masas........................................................ 23 
Figura 4. Espectro electromagnético. .................................................................................. 25 
Figura 5. Análisis de electrólitos ......................................................................................... 26 
Figura 6. Medición de lipoproteínas de alta densidad (HDL). ............................................ 28 
Figura 7.Movimientos vibracionales de tensión y flexión de los enlaces de un grupo metilo
 .............................................................................................................................................. 29 
Figura 8. Relación entre control medioambiental, biológico, exposición. .......................... 38 
Figura 9. Nivel de actividad de colinesterasa eritrocitaria. ................................................. 39 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
 
 
 
LISTA DE TABLAS 
 
Tabla 1. Ejemplos de biomarcadores de exposición que se emplean en los estudios toxicológicos 
relacionados con la salud en el trabajo. ............................................................................................. 16 
 
Tabla 2.Ejemplo de factores genéticos y adquiridos que afectan la susceptibilidad. ....................... 17 
 
Tabla 3.Ejemplo de factores genéticos y adquiridos que afectan la susceptibilidad. ....................... 18 
 
Tabla 4.Valores de banda de absorción IR y movimientos vibracionales ........................................ 29 
 
Tabla 5. Tipos de biomarcadores ..................................................................................................... 36 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 
 
1. RESUMEN 
La espectroscopía es una de las herramientas más utilizada en análisis de distintas fuentes 
ambientales, está permite conocer la composición de especies orgánicas e inorgánicas, 
permitiendo estudios en el área de la salud, detección de sustancias genotóxicas, desarrollo 
de fármacos, respuestas a un tratamiento, entre otros. Durante décadas la espectroscopía 
molecular ha permitido realizar análisis cuantitativos y cualitativos, mediante métodos que 
dan a conocer las propiedades, composición de los materiales, muestras y sustancias simples 
o complejas (moléculas, iones, grupos o metabolitos), mediante emisión de radiaciones que 
dichas muestras absorben, logrando conocer la composición de la materia caracterizándola a 
partir de espectros, imágenes y resultados numéricos.El siguiente trabajo tuvo como objetivo recopilar información asociada con la espectroscopia 
molecular útil en la determinación de biomarcadores de exposición y susceptibilidad 
revelando así, información útil para futuras investigaciones en Colombia. Para ello, se realizó 
una recopilación bibliográfica a través del uso de bases de datos como: Science Direct, 
Revista Brasilera de Ciencias Farmacéuticas, Revista Latinoamericana de química, Revista 
de Medicina, Revista Gaceta Sanitaria, entre otros. Como resultado de esta investigación se 
obtuvieron bases para la orientación de proyectos de investigación, análisis, estudios, tipos 
de biomarcadores o alteraciones que pueden presentar en ciertas esferas ambientales, salud, 
fármacos al estar expuestos a sustancias externas o tóxicas. 
La información a reportar será de fuente confiable y actualizada para obtener como resultado 
un estudio veraz con antecedentes actuales, la información a mostrar fue recopilada y 
verificada mediante el uso de un software, que garantice la veracidad de dicha información, 
se realizará una descripción, obteniendo capítulos claros con información veraz que 
responden a cada objetivo específico planteado en esté informe final de monografía. 
PALABRAS CLAVE: indicador, sustancias toxicas, esferas ambientales, sustancias 
externas, detección. 
 
10 
 
 
 
ABSTRACT 
Spectroscopy is one of the tools most used in the analysis of different environmental sources, 
it allows to know the composition of organic and inorganic species, allowing studies in the 
area of health, detection of genotoxic substances, drug development, responses to treatment, 
among others. For decades molecular spectroscopy has made it possible to carry out 
quantitative and qualitative analyzes, by means of methods that reveal the properties, 
composition of materials, samples and simple or complex substances (molecules, ions, 
groups or metabolites), through the emission of radiation that said samples absorb, getting to 
know the composition of the matter characterizing it from spectra, images and numerical 
results. 
The following work aimed to collect information associated with molecular spectroscopy 
useful in determining biomarkers of exposure and susceptibility, thus revealing useful 
information for future research in Colombia. For this, a bibliographic compilation was carried 
out through the use of databases such as: Science Direct, Brazilian Journal of Pharmaceutical 
Sciences, Latin American Chemistry Journal, Medicine Journal, Sanitary Gazette Journal, 
among others. As a result of this research, bases were obtained for the orientation of research 
projects, analyzes, studies, types of biomarkers or alterations that may present in certain 
environmental spheres, health, drugs when exposed to external or toxic substances. 
The information to be reported will be from a reliable and updated source to obtain as a result 
a truthful study with current antecedents, the information to be shown was collected and 
verified through the use of software, which guarantees the veracity of said information, a 
description will be made, obtaining clear chapters with accurate information that respond to 
each specific objective raised in this final monograph report. 
KEY WORDS: indicator, toxic substances, environmental spheres, external substances, 
detection. 
 
11 
 
 
2. INTRODUCCIÓN 
 
Los biomarcadores son sustancias utilizadas como indicadores, los cuales brindan 
información sobre un estado biológico. Estos detectan alteraciones biológicas y cuantifican 
enfermedades en tejidos, células, aire inhalado y fluidos corporales, mediante éstos se puede 
realizar seguimientos de dichas alteraciones, conociendo el proceso a seguir de las mismas, 
efectos adversos, estado patológico y respuestas a un tratamiento médico estipulado para la 
mejora o modificación de la alteración (Carabantes, Fernicola, 2003). 
Los marcadores biológicos de exposición cuantifican y valoran la dosis interna de un 
determinando agente o subproductos biotransformados en el sistema biológicos y los riesgos 
que contraen al estar expuesto a substancias riesgosas, estos suelen dividirse en dos 
subgrupos: selectivos y no selectivos los cuales se basan en la especificidad de detección de 
dichas pruebas o análisis (Ramírez, A 2006). Los biomarcadores de susceptibilidad suelen 
ser llamados marcadores de genotipo que cuantifican e identifican las posibles diferencias 
individuales como respuesta a las influencias genotóxicas, (Carabantes, Fernicola, 2003). 
Los biomarcadores suelen identificar la aparición de enfermedades y envían señales de alerta, 
que permiten el no progreso de enfermedades y evita las exposiciones a distintos agentes 
externos o sustancias nocivas, cuando se genera la señal de alerta el organismo tiende a entrar 
en un proceso de tratamiento y seguimiento con el fin de evitar la gravedad de la respuesta 
del organismo al agente contaminante (Restrepo, Noguera y Miranda, 2015). Las técnicas de 
espectroscopia molecular como lo son: la espectroscopia infrarroja (IR), espectroscopia 
ultravioleta (UV-VIS), resonancia magnética nuclear (RMN), microscopia electrónica de 
barrido (SEM), fluorescencia, entre otras, estas técnicas han logrado un gran aporte durante 
mucho tiempo en los estudios ambientales epidemiológicos, toxicológicos y enfermedades 
biológicas. La espectroscopía molecular es puesta en práctica en la investigación, 
seguimiento, tratamiento o diagnostico en los diferentes ambientes con relación a 
exposiciones físicas, químicas, biológicas o ambientales. 
12 
 
Nuevos biomarcadores se establecieron debido a constantes modificaciones o alteraciones y 
avances en el diseño de radiación, detectores más rápidos y eficientes, un ejemplo son las 
imágenes médicas como la resonancia magnética o radiología, o el parámetro de glucosa que 
se usa para el estudio y control de diabetes, estos nos proporcionan información acerca del 
individuo y estado en el cual se encuentra el sistema biológico a estudiar (Cantellano, M. A. 
G., & Zetina, 2015). 
 
Los estudios realizados mediante marcadores biológicos de susceptibilidad han promovido 
la necesidad de ser evaluados antes, durante y después de su uso, mediante los distintos test 
de variables que se le apliquen al biomarcador se puede verificar rendimiento y 
comportamiento en las distintas matrices ambientales o en los distintos organismos a evaluar, 
con el fin de verificar que el marcador evidencie de una forma adecuada y brinde resultados 
confiables que sean benéfico y no genere efectos adversos o nocivos, porque si este presenta 
falencias podría causar alteraciones en los distintos organismos o matrices a analizar 
(González, 2001). 
 
La determinación de biomarcadores se realiza mediante técnicas de imagen que puedan 
incluir trazas de funciones fisiológicas, estos requieren de estricta validación con el fin de 
demostrar su precisión (resultado clínico) y la reproductibilidad. Las cualidades de un 
biomarcador ideal son las de presentar los cálculos de un parámetro en específico que 
clasifique y distinga el estatus patológico, del normal; mediante las validaciones analíticas a 
desarrollar. 
un biomarcador deberá presentar un uso o manejo sencillo para obtener mediciones rápidas 
y no presentar falencias o variaciones en el momento de recoger muestras, métodos o 
plataformas empleadas para su identificación (factibilidad), es de gran utilidad la relación 
costo-efectividad, porque con un costo elevado de cada tratamiento individual requiere de 
procesos invasivos (Palau, 2018). 
 
Este estudio tiene como finalidad hallar información veraz y de utilidad en cuanto a técnicas 
espectroscópicas moleculares que se podrían emplear en nuestra universidad para realizar 
13 
 
estudios de biomarcadores en la población de trabajadores expuestos a sustancias químicas 
genotóxicas, hallando porcentajesde exposición y disminución de agentes químicos. 
 
3. OBJETIVOS 
 
3.1.1 OBJETIVO GENERAL 
Recopilar y seleccionar información asociada a la determinación de biomarcadores de 
exposición y susceptibilidad empleando métodos de espectroscópica molecular: información 
útil para futuras investigaciones. 
3.1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
1. Recopilar información de biomarcadores de exposición y susceptibilidad, recopilar 
información de métodos espectroscópicas molecular más empleados y evidenciar su 
clasificación. 
2. Identificar las características que deberían cumplir los biomarcadores para determinar 
sustancias químicas empleando métodos de espectroscópicas moleculares. 
3. Analizar algunos procedimientos realizados con métodos de espectroscopia molecular 
aplicada en distintos marcadores biológicos de exposición y susceptibilidad. 
4. Describir los estudios más relevantes realizados durante los últimos cinco años con 
biomarcadores de exposición y susceptibilidad en la salud humana y ambientes laborales. 
5. Sugerir métodos de espectroscopia molecular aplicables en la Universidad de Córdoba 
para el estudio y control de la salud, empleando marcadores biológicos de exposición y 
susceptibilidad. 
 
 
 
 
 
 
14 
 
 
4. MATERIALES Y METODOS 
 
En esta monografía o revisión bibliográfica se realizó una búsqueda representativa de 
análisis, datos, conceptos, principios y estudios con el fin de recopilar información acerca de 
la espectroscopia molecular y su aplicación en la determinación de biomarcadores de 
susceptibilidad y exposición. Teniendo en cuenta la evaluación e influencia que estos han 
tenido en los avances y modificaciones de los marcadores biológicos en las distintas matrices 
ambientales, área de la salud y ciencias biológicas. La búsqueda se realizó en las bases de 
datos con acceso en la Universidad de Córdoba, Montería - Colombia, bases de datos de 
acceso libre internacionales relevantes y fuentes de información como Science Direct, 
Revista Brasilera de Ciencias Farmacéuticas, Revista Latinoamericana de química, Revista 
de Medicina, Revista Gaceta Sanitaria, entre otros. 
 
Con la ayuda de las herramientas de búsqueda selectiva se realizó un filtro donde solo se 
seleccionaron artículos y tesis publicados entre el año 2015 hasta 2020, se empleó una 
herramienta tecnológica llamada dupli checker en la cual se verificó que la información 
contenida en el desarrollo de este estudio no se hallara plagiada para tener información idónea 
y original. En el desarrollo del informe se tomó como estrategia, elegir palabras claves para 
formular así una cadena de búsqueda con mayor efectividad, estas palabras elegidas 
contienen términos técnicos biomarcadores (exposición y susceptibilidad) y de 
espectroscopia molecular en los diferentes sistemas a estudiar. 
 
Los artículos seleccionados fueron resumidos y agrupados en los siguientes capítulos: (I) 
Generalidades de biomarcadores de susceptibilidad, capitulo (II) Espectroscopia molecular 
empleada en estudios de sistemas biológicos, capitulo (III) Biomarcadores para la evolución 
de riesgos en la salud humana. 
 
 
 
15 
 
 
5. DESARROLLO DEL TEMA 
 
5.1.1 CAPITULO I: GENERALIDADES DE LOS BIOMARCADORES DE 
SUSCEPTIBILIDAD 
Biomarcador 
El termino biomarcador refleja una medida que existe o se da entre la interacción de un 
sistema biológico y un agente ambiental, el cual podría ser químico, físico o biológico; estos 
biomarcadores indican el estado de salud de un individuo u organismo y el riesgo que este 
presenta en su estado de salud de contraer ciertas enfermedades, estos suelen emplearse de 
manera in vitro e in vivo. Existen 3 tipos de biomarcadores identificados los cuales son los 
siguientes: biomarcador de exposición, efecto y susceptibilidad, este estudio se centra en los 
biomarcadores de exposición y de susceptibilidad estos son esenciales e inherente en un 
organismo y presentan una respuesta a dicha exposición de sustancias xenobióticos 
específicas (Silbergeld, 1998). 
5.1.2 PRINCIPIOS DE LA MEDICIÓN 
5.1.3 Marcador biológico de exposición 
Un biomarcador de exposición suele ser un metabolito o sustancia química producto de una 
alteración, estos suelen introducirse en el cuerpo y estudiados mediante la relación producto 
interactivo entre el compuesto del sistema biológico y un componente endógeno, en los 
cuales se puede medir o cuantificar las concentraciones de metales estables en muestras 
apropiadas, como la sangre, suero, orina y en sustancias volátiles, puede evaluarse la 
concentración en el aire espirado (posterior a inhalación de aire libre de contaminación). La 
metodología y equipos modernos permiten en ciertas ocasiones separar y especificar 
isómeros de los compuestos orgánicos, las técnicas actualizadas son de gran importancia en 
estudios en los cuales pueda disminuir los límites de detección y mejorar la validez analítica 
en los cuales los biomarcadores sean aún más útiles y con mayor fiabilidad para estudios 
(Silbergeld, 1998). 
16 
 
Los biomarcadores son de gran ayuda para el diagnóstico de un determinado agente tóxico y 
el efecto secundario que esta sustancia externa induce en el organismo, un individuo con 
sistema biológico sano, sin alteraciones biológicas o toxicológicas puede emplear el 
indicador biológico de exposición, con el cual determina la hipersusceptibilidad a 
exposiciones químicas, mediante este indicador suele predecir o diagnosticar el riesgo de 
contraer afecciones contra cierto agente externo y asesorarse para tratar posibles 
enfermedades a futuro, al estar expuesto a un agente externo se podría reducir la 
contaminación que podría presentar o tomar medidas preventivas en los sistema biológicos, 
en la tabla 1 se muestran las posibles medicines que se pueden realizar en muestras biológicas 
(Silbergeld, 1998). 
Ejemplos de biomarcadores de exposición 
Tabla 1. Ejemplos de biomarcadores de exposición que se emplean en los estudios 
toxicológicos relacionados con la salud en el trabajo. 
Muestra Medición Objeto 
 
Tejido adiposo Dioxina Exposición a dioxina 
Sangre Plomo Exposición a plomo 
Hueso Aluminio Exposición a aluminio 
Aire espirado Tolueno Exposición a tolueno 
Pelo Mercurio Exposición a metilmercurio 
Suero Benceno Exposición a benceno 
Orina Fenol Exposición a benceno 
Fuente: (Silbergeld, 1998). 
Las mediciones realizadas se podrían estudiar y analizar en productos alimenticios, 
elementos químicos que podrían absorber ciertos productos, agua, aire o ambiente al cual se 
expone el individuo o población por tal razón es de suma importancia la caracterización del 
potencial al cual está exponiéndose para identificar o cuantificar el tipo de efecto, la dosis y 
tiempo para fomentar o producir tal efecto (OMS, 1993). 
17 
 
5.1.4 Biomarcador de susceptibilidad. 
Este capítulo se centra en la exposición genética de un individuo, especie, población, o grupos 
poblacionales afectados de maneras susceptivas por agentes químicos externos o metabolitos, 
estos se pueden dar de dos formar o vías ya sea heredada o inducida, esto nos indica que el 
individuo es sensible a ciertos efectos xenobióticos. 
Existen factores externos que hacen que un sistema sea propenso a sufrir alteraciones, como 
lo son: la edad, dieta, y estado de salud, en epidemiologia nutricional emplean biomarcadores 
de exposición y susceptibilidad, para cuantificar muestras biológicas, en estás se suele 
determinar la ingesta dietética y los estados en el cual se encuentra dicha enfermedad, 
estandarizando, disminuyendo efectos anteriores presentados logrando precisar el 
tratamiento, evaluando la ingesta de dichos alimentos consumidos, nutrientes y componentes 
no nutritivos (Corella, D., & Ordovás, 2015). 
Los marcadores biológicos reflejan vínculos genéticos, que permiten obtener una 
oportunidad de protección, seguimiento y reconocimiento de personas o individuossensibles 
a dicha exposición, un ejemplo clásico genéticamente relacionado con susceptibilidad 
hereditaria es la fenilcetonuria en los recién nacidos, el cual es transmitida de padres a hijos, 
otro ejemplo común es la susceptibilidad adquirida en el ambiente laboral como el desarrollo 
a la hipersensibilidad a ciertos polvos o gases presentes en el lugar de trabajo. Algunos 
estudios presentan teorías de discusión en cuanto a los efectos adquiridos en dicha exposición 
que generan sensibilidad en organismos, como la sensibilidad e inhibición enzimática por 
exposición un ejemplo de dicha exposición se presenta en la tabla 2 posterior en la cual los 
agentes ambientales y su alteración en el sistema biológico provocan ciertas enfermedades 
(OMS, 1993). 
Tabla 2.Ejemplo de factores genéticos y adquiridos que afectan la susceptibilidad. 
Biomarcador de 
susceptibilidad 
Agente Ambiental Enfermedad. 
Genético 
Fenotipo de hidroxilación de 
debrisoquina. 
Humo de cigarros. Cáncer de pulmón 
Fenotipo acetilador Aflatoxina, aminas aromáticas, Cáncer de hígado, 
Cáncer de vejiga. 
Genotipo de ataxia 
telangiectasia 
Bleomicina, epóxidos Cáncer en varios sitios 
del cuerpo 
18 
 
Genotipo de xeroderma 
pigmentosum 
Agentes que causan daño oxidativo a 
ADN, HAP, aflatoxina B1 
Cáncer de piel, otros 
canceres 
Inducibilidad de 
Arilhidrocarburo hidroxilasa 
Hidrocarburos aromáticos 
policíclicos, 
Cáncer de pulmón 
ἀ-1 antitripsina Humo de cigarros. Enfisema pulmonar 
Fenotipo anemia de Fanconi Agentes de reticulación, Leucemia aguda 
Fenotipo de deficiencia de 
glucosa-6p-deshidrogenasa 
Agentes oxidantes, aminas 
aromáticas, compuestos nitro-
aromáticos 
Escasa resistencia a la 
oxidación, estrés, 
aminas aromáticas 
Fenotipo de células falciformes Monóxido de carbono, cianuro anemia 
Fenotipo de talasemia Plomo, benceno, anemia 
Porfirina de eritrocitos 
 
 
Cloroquina, hexaclorobenceno, varias 
drogas incluidos los barbitúricos 
sulfonamidas, otras. 
anemia 
 Fuente: (Organización Mundial de la Salud 1993). 
Por otro lado, los biomarcadores de susceptibilidad reflejan factores adquiridos o heredados 
genéticamente, que incluyen e influyen en la respuesta a la exposición, estos biomarcadores 
son predominantes su evaluación y exposición son factores preexistentes e independientes de 
la exposición presentada, en la tabla 3 se plasman los posibles biomarcadores de 
susceptibilidad estos suelen ser de origen genético o adquiridos mediante exposición a otros 
agentes ambientales, estos marcadores pueden aumentar o disminuir la susceptibilidad 
individual de cualquier individuo teniendo como consecuencia la alteración de riesgo de 
desarrollar un tóxico en su organismo como respuesta a la exposición de un agente ambiental 
(OMS, 1993). 
Tabla 3.Ejemplo de factores genéticos y adquiridos que afectan la susceptibilidad. 
Biomarcador de 
susceptibilidad 
Agente Ambiental Enfermedad. 
Contenido Genético 
Heterocigóticos con 
deficiencia de sulfito oxidasa. 
Sulfito, bisulfuro, dióxido de 
azufre. 
 
Enfermedad pulmonar. 
Variantes de alcohol 
deshidrogenasa 
Metabolizar alcoholes (por 
ejemplo: etanol) más rápido de 
lo normal, humo de cigarro. 
Cancer de pulmón. 
Fenotipo glutatión S-
transferasa (GST ). 
Insecticidas Neurotoxicidad 
 
Variantes de la 
pseudocolinesterasa 
Insecticidas organofosforados 
y carbamatos. 
Irritación del tracto 
respiratorio 
19 
 
Deficiencia de 
inmunoglobulina A (lgA). 
Medicamentos relajantes 
musculares, irritantes 
respiratorios. 
Disminución de la resistencia a 
efectos de muchos productos 
químicos. 
 
Fenil cetonas en la orina Químicos Fenilcetonuria 
Adquirido Consumo de alcohol. Cáncer en varios sitios. 
Dieta deficiente Productos químicos Disminución pulmonar. 
p-450 IIE1 inducido Productos químicos. funciones, erupciones cutáneas 
Anticuerpos específicos de 
antígeno. 
Polvo funciones, erupciones cutáneas 
Fuente: (Organización Mundial de la Salud 1993). 
Diferentes tazas de enzima que controlan la actividad de activación o desintoxicación de 
xenobióticos, conducen o proceden a diferenciar si la susceptibilidad aumenta o disminuye 
mediante la dosis biológicamente eficaz del agente, estudios epidemiológicos realizados 
demuestran los riesgos y enfermedades desarrolladas al momento de exponernos a un agente 
ambiental o al heredar alguna alteración genética como se muestran en las tablas anteriores, 
un claro ejemplo acerca del agente ambiental son las aminas aromáticas las cuales poseen 
mayor probabilidad de contraer cáncer de vejiga debido a los acetiladores lentos presentes en 
dicho organismo, estos presenta menor riesgo de contraer cáncer colorrectal, otro ejemplo es 
la base genética de bajo nivel de a-1 antitripsina aumenta el riesgo de enfisema por el uso de 
cigarrillos, provocando cáncer pulmonar entre otros (OMS, 1993). 
En ciertos casos el rango genético puede provocar que un individuo sea susceptible a un 
agente ambiental, pero menos a otro, la susceptibilidad depende de variaciones en la función 
de los genes o bases inmunológicas. Los biomarcadores de susceptibilidad son los 
anticuerpos específicos de antígenos desarrollados contra el químico a exposición (OMS, 
1993). 
5.1.5 Requerimientos que deberá cumplir un biomarcador ideal. 
Las características que los biomarcadores deben presentar para obtener un óptimo 
funcionamiento son las siguientes: la reproducibilidad, sensibilidad, especificidad, 
reversibilidad, aplicabilidad en diversos taxones, facilidad de recolección de muestra/análisis 
y relación costo/ efecto, con estas características se podría decir que el biomarcador se 
encuentra en un buen estado para la realización de análisis y en un corto lapso de tiempo de 
respuesta (Informativo, B. 2008). 
20 
 
5.1.6 Validación de biomarcadores. 
 Las validaciones son necesarias para establecer las especificaciones concretas del análisis y 
la fiabilidad de éstos; la validación analítica es el grado de exactitud con la que análisis 
identifica las mutaciones o el genotipo de interés, incluyendo la sensibilidad y especificidad 
analítica. 
La validación clínica es la capacidad con la cual un análisis diagnostica o predice la presencia 
o ausencia de una enfermedad, con la evolución de nuevas tecnologías suelen realizar 
estudios variados en el transcurso de la investigación con monitoreo constante que permiten 
estudiar parámetros críticos de esta tecnología, de tal manera que se puedan detectar fuentes 
de variación y de interferencia. 
Además, en el proceso de validación se deben desarrollar los algoritmos cuantitativos que 
arrojen los resultados del análisis, los cambios reflejados de dicho análisis deben concordar 
con los cambios reflejados por dicha complejidad o falencia en el propio biomarcador 
(validez clínica), los cambios reflejados en el biomarcador de probabilidad alta se deben a 
los efectos de interrupciones presentadas en dicho proceso (utilidad clínica) (Palau, 2018). 
Otros parámetros estadísticos que deben ser tenidos en cuenta para que el análisis sea válido 
es la frecuencia del resultado de un test, la sensibilidad y la especificidad, estos son medidas 
de validez. Un análisis tiene que ser reproducible porque la reproducibilidad es la capacidad 
de un análisis de arrojar los mismos resultados cuando se repite en condiciones similares 
(Mascarell, P y Peel, C. 2014). 
 
5.1.7 IDENTIFICACIÓN Y VALIDACIÓN DE NUEVOS MARCADORES 
BIOLÓGICOS. 
 
Para la creación de nuevos biomarcadores se debe tener en cuenta las etapas que estos 
conllevan, en la primera etapa se identifican posibles moléculas o genes, los cuales sirven en 
la realización de estudios de validación clínica, en él se efectúa la utilidad del ensayo clínico, 
es de gran importancia la tecnología a utilizar en cuanto a rendimiento; en el cual garantice 
un estudio efectivo en el descubrimiento de un nuevoy mejorado marcador biológico, en las 
tres figuras presentadas a continuación están representadas el método y el analito de interés, 
21 
 
en la tabla 1 se encuentra el proceso para identificación de marcadores biológicos y las 
técnicas empleadas para su validación (Ruiz, G., Vega M., 2010). 
 
Figura 1. Esquema del proceso de identificación y validación de un biomarcador. 
 
 
Fuente: Kurian s, et al (2017). Aplicación de la genómica a la medicina del trasplante de 
órganos tanto en el descubrimiento como en la validación de biomarcadores 
 
22 
 
5.1.7.1 MICROARRRAYS: La metodología microarrays consiste en extraer el ARN 
mensajero (ARNm) de una muestra problema y tomar una muestra de control de un 
individuo sano en la cual se añade marcadores para la detección, el ARNm se copia 
y pasa a ser ADNc mediante transcripción inversa, en la cual se incuba en el 
microarrays, este microarrays está compuesto por sondas fluorescentes especificas 
del gen, la señal que emite la muestra ADNc se cuantifica mediante un software y 
se determina si dicho gen es acto o no para convertirse en un posible biomarcador, 
estos biomarcadores son validados utilizando distintas técnicas tecnologías como la 
Reacción en cadena de la Polimerasa (PCR) cuantitativa, la cual analiza una 
cantidad menor de genes en un volumen mayor de muestra en la figura 2 está 
representada la serie de pasos a realizar en la metodología microarrays desde la 
obtención del ADN hasta la cuantificación de verificación (Ruiz, G., Vega M., 
2010). 
 
 
 
 
Figura 2. Análisis de la expresión genética mediante microarrays de ADN. 
 
 
23 
 
 
Fuente: López, M.; Mallorquín, P.; Vega, M. (2002). Aplicación de los Microarrays y 
Biochips de ADN en la salud humana. 
5.1.8 Espectrometría de masas 
Mediante la espectrometría de masas, se obtiene información acerca de la masa molecular de 
los elementos o compuestos a estudiar, esta es un de las técnicas más utilizadas en cuanto 
identificación de proteínas en análisis cuantitativos y cualitativos en la siguiente figura 3 se 
representa el procedimiento que se realiza en esta técnica y un ejemplo de los posibles 
espectros a obtener (Ruiz, G., Vega M., 2010). 
 
 
 
 
 
Figura 3. Esquema de un espectrofotómetro de masas. 
24 
 
 
Fuente: Ruiz, G., Vega M., (2010). Biomarcadores para uso clínico, informe de vigilancia 
tecnológica. 
Para la identificación de biomarcadores mediante esta técnica suelen realizarse una serie de 
pasos que, con la identificación de proteínas de interés, mediante la llamada huella peptídica 
de masas, la proteína de interés se aísla y mediante enzimas es convertida en péptido de 
tamaño sugerido (Ruiz, G., Vega M., 2010). 
Esta técnica es de gran utilidad en identificación de proteínas, implementando la técnica 
proteómica, en la cual se identifican los péptidos y se separan las partículas moleculares 
mediante su diferencia de masa, por tal razón esta técnica nos brinda una precisión efectiva 
al momento de identificar dichas proteínas (López, E. 2013). En estos estudios se emplean 
una fuente de ionización electrónica aplicando un voltaje y temperatura específica, en la cual 
se realiza un barrido de masas en un intervalo estipulado, previamente se realiza un 
seguimiento de los iones de interés con características idóneas del compuesto a estudiar, en 
un tiempo definido; la identificación de los compuestos se lleva a cabo escogiendo un patrón 
25 
 
particular mediante el uso de una base de datos en la cual se encuentra un patrón de masa 
especifico (Martin, P. 2020). 
Técnica de medición óptica y electroquímica en laboratorio clínico. 
La medición óptica (óptica fotométrica) y electroquímica (potenciométrica) son una de las 
técnicas más utilizadas para la determinación y concentración de analitos en los laboratorios 
de bioquímica clínica. Las reacciones que estas presentan se detectan mediante métodos 
ópticos, mediante el uso de un haz de luz emitida, este haz es absorbido y dispersado en la 
muestra para determinar tal concentración de analito a analizar, en la metodología 
potenciométrica mediante los cambios de concentración que presenta la muestra se halla la 
diferencia de potencial de los electrodos empleados. 
Este tipo de análisis suelen emplearse en soluciones de concentración conocida y por medio 
de esta relacionamos la relación de presencia entre la magnitud de una señal óptica y la 
concentración del analito correspondiente (Reed., 2017). 
5.1.9 Fotometría 
Esta técnica se basa en la medición de luz, empleando un equipo fotodetector de luz absorbida 
por la solución a estudiar; arrojando como resultado una absorbancia. Este haz de luz puede 
ser dispersado o refractado por dichas partículas disueltas o suspendidas en tal solución, este 
fenómeno que ocurre suele absorber luz a una longitud de onda específica y emitir a otra 
longitud de onda diferente, este fenómeno es conocido como fluorescencia, en estos análisis 
se eligen las longitudes de onda en función de las propiedades de las sustancias a evaluar, 
una lámpara de luz visible es capaz de dirigir o generar luz a una longitud de onda de 400nm 
(luz ultravioleta) hasta 700nm (luz roja) para la selección de dicha longitud de onda es 
necesario emplear un monocromador o filtros, los cuales son capaces de dispersar la luz al 
igual que un prisma y permite seleccionar rangos cercanos o bandas estrechas de longitudes 
de onda que se dirigen a través de una cubeta de muestras, las cubetas a emplear suelen ser 
de material ópticamente transparentes, en la figura 4 se muestra el espectro electromagnético, 
sus respectivas longitudes de onda y el campo en la cual se encuentra cada longitud (Reed., 
2017). 
Figura 4. Espectro electromagnético. 
26 
 
 
Fuente: Abbott Laboratorios, 2017. 
5.1.10 Potenciometría 
Esta técnica se basa en la medición de potenciales eléctricos entre dos electrodos, un 
electrodo realiza la medición o detección, mediante el contacto con iones en solución y el 
otro electrodo es el de referencia. Este tiende a sufrir alteraciones mediante el cambio de 
concentración de iones presentes en la solución en la figura 5 se representa la técnica. 
Figura 5. Análisis de electrolitos 
 
Fuente: Abbott Laboratorios, 2017. 
El cambio de voltaje es una función compleja de la concentración de cada ion, la 
potenciometría cuantifica la actividad de iones y su concentración. 
5.1.11 Pretratamiento 
En algunos casos es necesario tratar la muestra antes del análisis, para desechar sustancias 
fisicoquímicas presentes en el analito de interés, los cuáles podrían representar posibles 
27 
 
interferencias en el análisis, esté pretratamiento podría realizarse de manera inicial (fuera de 
línea) o automatizado en el analizador (en línea), este en algunos casos es realizado en la 
misma cubeta de reacción que se utiliza para dicho análisis; un ejemplo de tratamiento fuera 
de línea o en línea es el siguiente: cuantificación o determinación de colesterol en 
sangre(suero), la cuantificación de lipoproteínas de alta densidad (HDL), representa el 25% 
del colesterol total en suero, para el análisis de HDL es necesario retirar todo el colesterol 
presente o total en suero que sea ajeno al HDL, cuando lo es el colesterol de lipoproteínas de 
baja densidad (LDL) y de lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) antes de la medición 
para evitar interferencias; Este se puede realizar en línea o fuera de línea (Reed., 2017). 
5.1.12 Tratamiento fuera de línea 
El analito suele mezclarse con un agente de polietilenglicol (PEG), el cual tiende a reaccionar 
con partículas ajenas del colesterol lipoproteínas de alta densidad (HDL), este es fuera de 
línea porque es un tratamiento el cual se realiza de manera manual y no automática en el 
analizador, esta mezcla se realiza con el fin de obtener un precipitado que contenga todas 
aquella partículas diferentes del HDL es decir lipoproteínasde baja densidad y lipoproteínas 
de muy baja densidad (LDL y VLDL) , este precipitado es dirigido hacia el fondo del tubo o 
cubeta mediante un proceso de centrifugación para evitar interferencia en los analisis, 
dejando en la superficie de la solución lipoprotinas de alta densidad HDL suspendidas sin 
turbiedad, esta prueba implica el tratamiento previo del reactivo específico para dicho 
colesterol a estudiar, como lo es el colesterol esterasa, que tiende a medirse fotométricamente 
(Reed., 2017). 
5.1.13 Tratamiento en línea 
El tratamiento en línea trata de que la muestra sea tratada en dos pasos con un reactivo en la 
cubeta de reacción. En el paso uno se introduce el analito (colesterol oxidasa), la cual 
degradada en forma selectiva el colesterol distinto al HDL, debido a que estos colesteroles 
no están asociados a lipoproteínas, dejando única y exclusivamente el HDL en solución; un 
segundo paso se detecta el HDL remanente, mediante la reacción que este presenta con un 
reactivo específico para el colesterol para dar lugar a un producto el cual pueda medirse 
fotométricamente en la figura 6 se puede visualizar o mencionado anteriormente (Reed., 
2017). 
28 
 
Figura 6. Medición de lipoproteínas de alta densidad (HDL). 
 
Fuente: Abbott Laboratorios, 2017. 
 
5.2 CAPITULO II: ESPECTROSCOPÍA MOLECULAR EMPLEADA EN 
ESTUDIOS DE SISTEMAS BIOLÓGICOS. 
5.2.1 Microespectroscopía de infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIRM) en el 
estudio de sistemas biológicos. 
 
La (FTIRM) es el resultado de la fusión de la espectroscopía infrarroja (FTIR) y microscopía 
óptica, esta técnica mediante el uso de radiación de sincrotrón ofrece ventajas significativas 
en cuanto a brillantez, el desarrollo obtenido de dicha técnica brinda desarrollos en óptica 
reflectancia total atenuada (ATR) y en detectores Analizadores de procesos por transformada 
de Fourier (FTPA), la cual permite la expansión de técnicas en laboratorios (Barraza-Garza 
et al., 2013). 
 
Esta técnica permite observar movimientos vibraciones, localización y estado bioquímico de 
los grupos moleculares o analitos de interés presentes en muestras biológicas, células y tejido, 
permitiendo obtener un cálculo semicuantificado, de tal manera que se pueda evidenciar las 
células, metabolitos y variaciones bioquímicas. 
La FTIRM permite realizar un análisis bioquímico de células, monitoreando los niveles de 
biomoléculas presentes en el interior de la célula, Esta es una herramienta poderosa ya que 
dicha técnica se basa en la excitación de grupos moleculares mediante un haz infrarrojo, que 
29 
 
genera movimientos vibracionales en los grupos moleculares, los cuales se distinguen por el 
desplazamiento generado ya sea reflexión, tensión, simétrico o asimétrico (Barraza-Garza et 
al., 2013). 
Figura 7.Movimientos vibracionales de tensión y flexión de los enlaces del grupo metilo. 
 
Fuente: Revista Latinoamericana de Química (2013). 
 
El análisis de una muestra por FTIR proporciona información de la estructura y concentración 
molecular, estas moléculas podrían manifestarse en series mediante bandas de absorción, tal 
cual nos indica los movimientos de vibración de ciertos enlaces en específico dentro de la 
molécula, el conjunto de señales proporcionales se le conoce como ¨huella dactilar¨ del 
compuesto a estudiar, moléculas tales como lípidos, proteínas, carbohidratos, ácidos 
nucleicos y otras moléculas presentes en muestras biológicas tienen un espectro especifico y 
propio de cada uno en el infrarrojo en la tabla 4 se encuentran las moléculas con su 
información respectiva y única para cada molecula. 
Tabla 4.Valores de banda de absorción IR y movimientos vibracionales 
Moléculas Número de onda (cm-1) Tipo de enlace Tipo de vibración. 
Proteínas 3300 N-H (Amida A) Tensión del enlace 
31000-3030 N-H (Amida B) Tensión del enlace 
1660 C=O (Amida I) Tensión del enlace 
 C-N Tensión del enlace 
 N-H Flexión del enlace 
1630 C=O (Amida I) Tensión del enlace 
1545 N-H (Amida II) Flexión del enlace 
30 
 
 C-N Tensión del enlace 
1315 C-H Vibraciones del 
esqueleto proteico 
1300-1230 Amida III mezcla compleja de 
desplazamientos 
1140 C-N Tensión del enlace 
Lípidos 2960 CH3 Asimétrico Tensión Asimétrica 
del enlace 
2930 CH2 Asimétrico Tensión Asimétrica 
del enlace 
2870 CH3 Simétrico Tensión Asimétrica 
del enlace 
2850 CH2 Simétrico Tensión Asimétrica 
del enlace 
1750-172 C=O Tensión del enlace 
1460 CH3 Asimétrico Flexión Asimétrica del 
enlace 
1440 CH3 Simétrico Flexión Asimétrica del 
enlace 
1380 CH2 Simétrico Flexión Asimétrica del 
enlace 
1170 COC Flexión Asimétrica del 
enlace 
1060 C=O Tensión del enlace 
1035 C-H Tensión del enlace 
Ácidos Nucleicos 1240 P=O Asimétrico Tensión Asimétrica 
del enlace 
1080 P=O Simétrico Tensión Asimétrica 
del enlace 
Carbohidratos 1170 COC Tensión Asimétrica 
del enlace 
1150 C-O Tensión Asimétrica 
del enlace 
(Barraza-Garza et al., 2013). Revista Latinoamericana de Química. 
Los espectros de absorción obtenidos en una muestra biológica se encuentran obtenidos en 
los intervalos comprendidos de 3400𝐶𝑚−I - 2800𝐶𝑚−I , 1800𝐶𝑚−I y 900𝐶𝑚−I, en estos dos 
intervalos se hallan la mayoría de los enlaces biológicos de interés, teniendo en cuenta que 
las bandas principales son la de los lípidos, mediante el uso de espectros IR en muestras puras 
es simple porque detecta la molécula de manera directa, en la FTIRM es más complejo ya 
que este tipo de análisis no solo se detecta la molécula, sino que la cuantifica y brinda la 
composición de las muestras química en toda la célula (Barraza-Garza et al., 2013). 
31 
 
5.2.2 TÉCNICA DE MICROESPECTROSCOPÍA DE INFRARROJO CON 
TRANSFORMADA DE FOURIER (FITRM) 
 
5.2.2.1 Análisis de la muestra 
Sobre la muestra se hace incidir un haz de luz infrarroja, el parámetro a estudiar es la relación 
señal/ruido. La calidad de los resultados definirá el tipo de fuente de radiación de infrarrojo 
utilizada. Las fuentes más utilizadas en el infrarrojo es la termal convencional y una fuente 
de sincrotrón, la diferencia de estas fuentes es la divergencia, la cual se ve reflejada en la 
resolución espacial obtenida de estas. 
La resolución espacial dependerá del número de ondas empleadas y en la apertura del 
instrumento óptico utilizado, el cual permitirá el paso de luz del haz, la proporción 
señal/ruido disminuirá en función al tamaño de apertura, generando un límite de resolución 
espacial entre 2 a 10 µm, esto se debe a que los fotones que llegan al detector disminuyen 
conforme se aproximan al límite practico. 
Ahí es donde la radiación de sincrotrón se diferencia de la fuente convencional ya que está a 
partir de una apertura pequeña (5 a 10 µm) es una fuente de 100 a 1000 veces más intensa, 
obteniendo una mejor relación señal/ruido, teniendo como resultado mejor resolución 
espacial o espectral mejorando los resultados de los estudios a analizar. (Barraza-Garza et 
al., 2013). 
 El análisis de la muestra se da por finalizada cuando la señal es captada por el detector, los 
últimos estudios realizados en detectores infrarrojo han generado detectores de arreglo plano 
focal, los cuales permiten imágenes en grandes áreas, con excelente resolución espacial, 
ahorrando tiempo y con un buen parámetro señal/ruido en comparación con otras técnicas 
(Barraza-Garza et al., 2013). 
5.2.2.1.1 Preparación de la muestra. 
Si la muestra es un tejido se realizan cortes en micrótomo con longitud de 5 a 30µm de grosor, 
las muestras podrían ser analizadas directamente o embebidas en un matraz para mantener 
su integridad, las matrices utilizadas en embebidas suelen adsorber energía en la región del 
infrarrojo, por lo tanto, es recomendable utilizar muestras directas montadas o sobre un porta 
muestras para ser observadas y evitar interferencias con las biomoléculas a estudiar en el 
32 
 
micrótomo. Es de gran importanciabalancear el ruido generado en el método de observación 
de muestras (Barraza-Garza et al., 2013). 
Los porta muestras podrían ser de transmisión, reflexión de infrarrojo o de cristal de reflexión 
total atenuada (ATR) con el fin de que estos permitan el paso de energía infrarroja. Cuando 
el análisis se realiza en células individuales en un medio acuoso, el procedimiento más 
recomendado es el de fijación de muestras con el fin de preservar los componentes 
estructurales y bioquímicos nativos de las células. El método de fijación de ¨secado al aire¨, 
donde las muestras se evaporan a temperatura ambiente, mediante su evaporación este se fija 
en el porta muestra sin obtener ninguna contaminación externa, la tensión superficial en la 
interface aire-agua podría provocar deslocalización en la célula. 
 El método de secado por centrifugación reduce el tiempo de secado y los efectos en la 
interface aire-agua, este podría modificar la localización espacial de las moléculas en la 
célula. 
Procedimientos químicos de fijación de muestras: método de fijación por formalina, 
paraformaldehido y gluteraldehido-tetróxido de osmio, teniendo en cuenta que la fijación con 
formalina es la más común y más utilizada en estos tipos de análisis ya que la formalina actúa 
como fijador coagulante de proteínas para preservar lípidos y proteínas procedido de un 
secado adicional, debido al alto contenido de agua, con el fin de evitar el movimiento 
molecular y el ruido ya que este método no genera ruido, evitando interferencias por tal 
motivo es recomendable como fijador químico. 
El método de fijación de “secado al aire”, donde las muestras se evaporan a temperatura 
ambiente, mediante su evaporación esté se fija en el porta muestra sin obtener contaminación 
externa, la tensión superficial en la interface aire-agua podría provocar deslocalización en la 
célula. 
El método de secado por centrifugación reduce el tiempo de secado y los efectos en la 
interface agua-aire, este podría modificar la localización espacial de las moléculas en la 
célula. 
33 
 
5.2.2.2 Interpretación y análisis de resultados. 
Para realizar la interpretación de los espectros IR, se recomienda utilizar el método para 
análisis de datos de componentes principales (PCA), este lo comprende un propósito 
matemático que transforma un número determinado de variables en grupos más pequeños de 
variables no correlacionadas llamadas componentes principales, estos corresponden a la 
variabilidad posible registrada en los grupos de datos analizados, de manera descendente 
siendo el primer componente el de mayor variabilidad. 
Otro método utilizado es el de análisis de agrupamientos, este agrupa los datos multivariables 
y encuentra los distintos grupos de datos similares mediante aplicación de algoritmos. La 
varianza observada en los datos obtenidos refleja las diferencias bioquímicas entre muestras, 
algunas varianzas suelen ser resultados de efectos físicos, ya sea en la similitud entre el 
número de onda/tamaño de célula, este efecto recibe el nombre de “dispersión tipo MIE” 
provocando alteraciones y distorsiones en la posición e intensidad en las bandas de absorción 
presentadas en el espectro (Barraza-Garza et al., 2013). 
5.2.3 Análisis UV-VIS de nanopartículas metálicas crecidas en ambiente líquido 
mediante deposición laser pulsado. 
Las nanopartículas metálicas poseen cierta cantidad de aplicaciones y usos en diferentes 
áreas, debido a que poseen propiedades ópticas, magnéticas, catalíticas y eléctricas, los 
modos de empleo de estas nanopartículas metálicas son el uso y aplicación de éstas en el área 
de la medicina y biología, las cuales suelen usar nanopartículas basadas en metales como el 
oro, cobre y níquel, estas suelen usarse específicamente como biomarcadores celulares 
plasmones de superficie localizados (LSPR) (Duque et al., 2015).. 
Se sintetizan nanopartículas coloidales como el cobre, níquel y cobalto, mediante el uso e 
implementación de deposición laser pulsado (LPD), en la cual se utiliza un medio liquido 
(agua desionizada), las nanopartículas suelen ser analizadas y estudiadas mediante 
espectroscopia UV-Vis, microscopia electrónica de barrido (SEM) y composición 
semicuantitativa en la cual se utilizó energía de dispersión de rayos x (EDS). 
 
Los estudios de estas nanopartículas corroboran la efectividad de estas técnicas en la síntesis 
de nanopartículas mediante la espectroscopia UV-VIS determina las bandas de resonancia 
34 
 
plasmonica para las especies de NPMs, comprobando que el LSPR para estos nanomateriales 
se hallan en la región visible del espectro electromagnético, los colores que presentan las 
NPMs da a conocer las propiedades ópticas de estas las cuales suelen ser diferentes a sus 
respectivos materiales (Duque et al., 2015). 
5.2.4 Uso de las propiedades fisicoquímicas de oligonucleótidos como biomarcadores 
Los biomarcadores pueden presentarse en fósiles procedentes de biomoléculas, entre sus 
características se encuentra la resistencia a la intemperie, evaporación, biodegradación entre 
otros; estos fósiles suelen estar presentes en rocas y mediante ellos se puede obtener 
información sobre la materia orgánica presente en las rocas. 
Los biomarcadores pueden ser fragmentos de moléculas de DNA caracterizados, estos 
presentan determinada longitud y son denominados oligonucleótidos. El DNA presente en 
fósiles suele conservarse hasta 500,000 años los cuales pueden formar enlaces cruzados entre 
moléculas de la misma especie o con otras moléculas fijadas en esté con el transcurrir del 
tiempo, las cuales suelen provocar alteraciones y dificultades en el uso del método Reacción 
en cadena de la Polimerasa (PCR) en dichos estudios, por tal razón en este estudio se suele 
aplicar oligoelementos a los fósiles a estudiar, empleando el método de potencial de constante 
de ionización (PKa), mediante espectrofotometría de luz ultravioleta en intervalos de pH 
básico, estos intervalos de pH suelen utilizarse o emplearse en los distintos oligonucleótidos, 
según (Martínez et al., 2009) en este estudio se empleara el oligonucleótido d-
AAAGAAA(ac) titulado con la solución de NaOH, en presencia de una solución 
amortiguadora de (NaHCO3), al realizarse cada titulación se obtuvieron los datos de PKa 
utilizando diferentes intervalos de temperatura para el estudio empleado, y utilizando como 
solventes sales, mezclas de alcohol-agua con el propósito de obtener precipitación del DNA 
ya que este precipita solo en medios ácidos o básicos, y como respuestas a dichos medios 
suelen causar cargas eléctricas (+ y -), adicionales a las cargas (-) de los fosfatos presentes, 
de igual manera se le aplico el mismo método a los oligonucleótidos d-CCCGCCC y d-
AAGAA empleando los mismos cálculos de PKa. 
Las titulaciones realizadas se llevaron a cabo en celdas de cuarzo de 1 ml o 4 mL, usando el 
espectrofotómetro Perkin Elmer Lambda 35, con un paso óptico de 1cm, con control 
constante de temperatura mediante un baño de maría y control de pH a lo largo de la 
35 
 
titulación, desde el inicio y mediante la agregación de la base, al igual se realiza en la cubeta 
con un microelectrodo, cada valor de pH obtenido se registra y el resultado de la adsorción 
obtenida se registra por duplicado con las respectivas longitudes de ondas empleadas en el 
análisis estas están entre el rango de 230 y 320 nm. Los valores de PKa oscilan entre 9 y 12, 
estos datos han sido de gran importancia para la caracterización e interpretación de 
oligonucleótidos como posibles biomarcadores (Martínez., et al 2009). 
 
4.3 CAPITULO III: BIOMARCADORES PARA LA EVOLUCIÓN DE RIESGOS EN 
LA SALUD HUMANA. 
 
En el área de la salud es de gran importancia el uso de biomarcadores, porque esta es una 
herramienta que permite la evaluación, pronostico y seguimiento de enfermedades a 
exposiciones ambientales o alteraciones genéticas, por tal motivo esde gran importancia el 
desarrollo y la validación de dichos marcadores. La demanda de creación y modificaciones 
de estos marcadores se debe porque al transcurrir el tiempo, se conocen efectos adversos 
generados en los diferentes entornos laborales y estilos de vida. 
Un marcador biológico se presenta en el sistema y este es interpretado como indicador de un 
estado de salud, riesgo a padecer alguna enfermedad, alteraciones en el sistema biológico o 
control de enfermedades; estos marcadores suelen jugar un buen papel en las áreas de 
toxicología, salud ocupacional y carcinogénesis. 
Los indicadores de exposición, evalúan en el sistema biológico la presencia de un agente 
exógeno, metabolito o el resultado provocado de la interacción entre el agente xenobiótico 
(estos suelen ser compuestos naturales o sintéticos del ambiente que el organismo metaboliza, 
asimila y acumula) y una molécula, átomos, iones o célula diana. 
Mientras que los biomarcadores de susceptibilidad indican el riesgo a una exposición de 
sustancias xenobióticos que un organismo es capaz de heredar o adquirir en medios de 
exposición en ambientes laborales o externos, en la siguiente tabla 5 se mostraran ejemplos 
de indicadores de susceptibilidad utilizados actualmente. 
 
36 
 
Tabla 5. Tipos de biomarcadores 
Tipo Biomarcador Referencia 
Exposición 
Aductos de ADN Shuker D. 2001[15] 
Aductos de albumina Funk W. He L. lavarone A. 
Williams E. Rby J. Rappaport 
S. 2010[16] 
Aductos de hemoglobina Richter E. Branner B 2002[17] 
Efectos Recuento de eritrocitos, 
leucocitos y trombocitos 
Shankar, A. Michel, P. 
Rochtchina, E. Wang, J.J. 2007 
[18] 
Inhibición de enzimas del 
grupo HEMO 
Maese K. Chong Z. Hou J.an 
shang y 2010 [19] 
Cantidad de proteínas en orina Tambor V. Fuckova A. Lenco 
J. Kacerovsky M. Rehacek V. 
Stulk. J. Pudi R. 2010[20] 
Marcadores de citotoxicidad Lieggi N, A Edvardsson A. 
ÓBrien j. 2010 [21] 
Cantidad de células necróticas Greystoken A. Hughesa A. b. 
Rasona M. Dvea C. 
Cummingsa J. Wanda T. 2007 
[22] 
Cantidad de anticuerpos Whiteaker J. Zhao L. Zhang H. 
Feng L. Piening L. Anderson 
L. et al 2007 [23] 
Susceptibilidad Polimorfismo de enzimas Anderson J. Hansen L. 
Mocrenb F. Post M. Hugo H. 
Zuse A. Los M. 2006 [24] 
 
Polimorfismo de la glutatión-
transferasa 
Norppa H. 2004 [25] 
Polimorfismo genético Knudsen L. Loft S. Autup H. 
2001 [26] 
Fuente: Biomarcadores para la evolución de riesgos en la salud humana (2012). 
 
5.2.5 Biomarcadores en toxicología humana 
El principal objetivo del uso e implementación de biomarcadores aplicados a la toxicología 
humana y ambiental, es cuantificar y medir la exposición que presenta el organismo al estar 
expuesto a agentes xenobióticos, los cuales pueden producir alteraciones y enfermedades en 
dicho sistema u organismo, porque al estar expuestos a sustancias como medicamentos, 
agentes físicos, químicos, plaguicidas y otros compuestos; los estudios de toxicidad tienden 
a realizarse en tiempos prolongados ya sean estos en corto mediano o largo tiempo de estudio 
y suelen realizarse in vitro o en animales de experimentación para demostrar la asociación 
37 
 
de distintas sustancias con posibles enfermedades desarrolladas como las mutaciones, 
carcinogénesis, mutagénesis y teratogénesis con el fin de promover la protección y 
estabilidad en la salud humana (Arango,2012). 
Cuando un individuo esta expuestos a ciertos agentes a externos, un biomarcador nos ayuda 
a cuantificar la concentración de dicha sustancia o ion que se pone en contacto con cierta 
población o individuos, las cantidades presentes en dicho volumen de aire, agua o en un 
determinado suelo. 
Existen órganos principales o más sensibles los cuales son mayor mente afectados por dicha 
exposición, una sustancia química puede lograr afectar distintos órganos diana, dependiendo 
de la manera en la cual el agente entre al sistema o la ruta que tome para alterar dicho órgano, 
un metabolito xenobiótico se une al ADN y este podría sufrir una mutación como efecto 
secundario, lo cual tiene como resultado una variabilidad genética entre el individuo y su 
descendencia mediante los genes. 
Este sistema o órgano funcionara de manera perturbada; obteniendo alteraciones reversibles 
o irreversibles lo cual indica un trabajo forzoso en su sistema biológico y esté puede verse 
afectado de tal manera que puede presentar muerte celular. Estos agentes tendrían ciertas 
maneras de penetrar en el organismo como la piel, mucosa, células epiteliales, tracto 
respiratorio o gastrointestinal (silbergeld, 1998). 
En la toxicología humana los biomarcadores son una herramienta adicional en el manejo 
clínico, porque estos evitan el daño postergado por medicamentos y permiten el seguimiento 
constante de la respuesta de dicho tratamiento empleado, porque se ha podido evidenciar los 
problemas provocados en el uso de medicamentos. 
Los marcadores han sido de gran ayuda en la industria farmacéutica gracias a que estos 
cuentan con características como son la de clasificar, detección de sensibilidad, relación 
dosis-respuesta, efectos adversos, permitiendo al paciente posibles enfermedades secundarias 
que podría adquirir el paciente en terapias, tratamientos o uso de medicamentos, las fuentes 
en las cuales se podrían tomar estas muestras y emplear estos marcadores serian en muestras 
de orina, sangre, heces y tejidos (Arango, 2012). 
38 
 
5.2.6 Control biológico. 
El control biológico permite el estudio, cuantificación, determinación de posibles agentes 
ambientales nocivos para la salud de los trabajadores, mediante los diferentes tipos de 
absorción de las sustancias en un tiempo determinado, es de gran importancia porque el 
estudio realizado refleja la variación que el sistema biológico presenta mediante 
acontecimientos bioquímicos, celulares o alteraciones en los órganos diana. Esté control 
suele tomarse de muestras como aire respirado, excretas, combinación de los mismos entre 
otros tipos de fluido, los resultados arrojados suelen presentar comparaciones con otros 
resultados de referencia con pronósticos adecuados con el fin de tomar medidas correctivas 
(Lauwerys, R. 2012). 
 
Las enfermedades tienden a presentar la siguiente secuencia: 
Figura 8. Relación entre control medioambiental, biológico, exposición. 
 
Fuente: Foà,V., Alessio, L. (2012). Enciclopedia de salud y seguridad en el trabajo. 
 
5.2.7 Determinación de Colinesterasa Eritocitaria en Trabajadores Agrícolas. 
La cuantificación de la actividad de colinesterasa eritrocitaria se realizó empleando el método 
de ellman modificado, mediante espectrofotometría de luz ultravioleta, los agricultores 
suelen trabajar a diario con plaguicidas, lo cual conlleva a estar expuestos a sufrir o padecer 
algún tipo de intoxicación, por el uso inadecuado de los mismos, provocando alteraciones o 
secuelas graves con el transcurrir del tiempo (Cuaspud, J., & Vargas, B. 2010). 
En este estudio de la actividad de colinesterasa eritrocitaria, se consideraron los químicos 
organofosforados y carbamatos, estos suelen producir una disminución en la actividad 
enzimática, provocando intoxicaciones. Este estudio tomo 95 muestras de agricultores de 
39 
 
papa, para ambos sexos teniendo en cuenta las personas que han estado expuestas a los 
plaguicidas, en un periodo de 20dias antes de la toma de muestra, se tomaron adicional otras 
50 muestras a personas no expuestas a estos químicos que se dedicaran a otro tipo de 
actividades clasificando estas muestras como muestras control identificando que estas 
personas no sufran ninguna enfermedad que este en proceso de medicación (Cuaspud, J., & 
Vargas, B. 2010). 
El grupo de agricultores expuesto a organofosforados y carbamatos, presento un nivel de 
42% de colinesterasa eritrocitaria por debajo del nivel normal permitido, los agricultores en 
estudió presentaron síntomas de intoxicacióncrónica, características que indican la 
exposición a plaguicidas; el estudio arrojo que los agricultores expuestos presentaron un nivel 
de actividad del 3154,99 U/L por debajo del promedio, el nivel de los no expuestos fue de 
3625,41 U/L. 
Figura 9. Nivel de actividad de Colinesterasa Eritrocitaria. 
 
Fuente: Cuaspud, J., & Vargas, B. (2010). Química Central Ciencia y Naturaleza 
Se concluyó que la medición de colinesterasa eritrocitaria no es un marcador adecuado de 
intoxicación por plaguicidas carbamatos, se incentivó a los agricultores a obtener un manejo 
adecuado de los plaguicidas, realizando capacitaciones sobre el uso, manipulación, 
almacenamiento y protección personal. 
5.2.8 Biomarcadores en monitoreo de exposición a metales pesados en metalurgia. 
En el siguiente estudio se analizó la exposición de tóxicos en trabajos industriales, son uno 
de los hechos en los cuales se ve muy implicada la salud de los trabajadores, en metalúrgica 
extractiva se presenta en mayor proporción la exposición a ciertos elementos o compuestos 
químicos como lo son el níquel, cobre, cromo, mercurio, manganeso entre otros, por lo cual 
40 
 
se hace necesario la realización de un monitoreo biológico en la cual se cuantifica el nivel de 
exposición o la concentración del agente tóxico en el sistema biológico del trabajador. 
Un indicador biológico o biomarcador valora la cantidad de exposición y mediante el 
resultado arrojado por este se toman las medidas de control necesarias, este tipo de 
exposiciones pueden causar daños renales, citotoxicidad específica, este tipo de 
exposiciones, causa bajo peso en proteínas o enzimas excretadas, genotoxicidad en el ADN 
entre otras (Ramírez, 2006). 
Un biomarcador de exposición o de dosis interna es de gran importancia en la cuantificación 
y medición de riesgo en la salud, esté indica la exposición del trabajador a ciertas sustancias 
riesgosas, analizando o demostrando que nivel de toxicidad presenta el sistema biológico y 
el nivel de carga corporal en el cual se encuentra, un ejemplo de esta contaminación o 
toxicidad es el plomo presente en sangre (Pb-S). 
Los biomarcadores reflejan factores o características internas, que son independientes de los 
niveles de cuantificación de dicha exposición, estos biomarcadores son de gran importancia 
porque no solo cuantifican sino también indican que órganos o partes del sistema biológico 
se encuentra afectada y que factores influyeron a causar dicha alteración, por tal razón se 
puede crear un programa de prevención para agentes externos cuantificando la absorción en 
el organismo del trabajador (Ramírez, 2006). 
5.2.8.1 Monitoreo biológico y biomarcadores 
Monitorización es el estudio mediante el cual se examina o controla el estado de un sistema 
mediante procedimientos de medición, interpretación de parámetros biológicos y 
ambientales, el monitoreo biológico se da en el área de salud ocupacional y ambiental, en la 
cual se analiza y cuantifica el potencial tóxico, metabolitos o efectos que presenta el sistema 
biológico a exposiciones de un agente químico. La valoración mide la concentración del 
tóxico en muestras de aire (monitorización biológica), mediante el monitoreo se mide la 
cantidad del agente absorbido, independiente de la vía de ingreso, el monitoreo biológico 
establece cuatro condiciones. 
41 
 
 Que el agente químico, sustancia química, metabolito (biomarcador) se halle 
en un tejido, excreción o fluido corporal (tipos de muestras) y que esté 
presente un nivel significativo para obtener dicha cuantificación. 
 Los métodos a emplear sean válidos, prácticos y se hallen disponibles en el 
medio. 
 La implementación a desarrollar sea la adecuada, en el tiempo y lugar 
indicado. 
 Los resultados puedan ser analizados matemáticamente, reproducibles y 
estadísticamente significativos 
Los biomarcadores resultan de gran ayuda en la evaluación de riesgos en la salud al verificar 
la relación causa efecto y dosis-efecto, en salud ocupacional nos ayuda a controlar riesgos o 
a cuantificar la efectividad de un tratamiento, pronostico debido a la implementación de 
biomarcadores en monitoreos biológicos, se mejora las condiciones de trabajo evitando 
exposición a tóxicos, reforzando la valoración del riesgo y prevención de enfermedades 
laborales (Gil,2000). 
En la búsqueda de metodologías rápidas y sensibles es posible estudiar compuestos como lo 
son los compuestos orgánicos volátiles, en fluidos biológicos o muestras ambientales, en los 
cuales se suelen emplear técnicas como cromatografía de gases y espectrometría de masas, 
con el fin de obtener resultados que permitan disminuir la contaminación ambiental y la 
contaminación en trabajadores en el ambiente laboral, en ciertos estudios de compuestos 
aromáticos volátiles suele monitorearse en trabajadores que tengan contacto directo con 
dichos compuestos como lo son los trabajadores de gasolineras, pintores de coches, 
barnizadores de maderas, entre otros; mediante la cuantificación de concentración de 
contaminantes o compuestos se logra de una manera efectiva la creación de nuevos 
biomarcadores biológicos de exposición empleando técnicas analíticas como las 
anteriormente mencionadas (Caro, J 2009). 
5.2.9 Biomarcadores en carcinogénesis 
Los biomarcadores de susceptibilidad podrían indicar en las muestras biológicas presencia 
de nitritos, nitratos y agentes nitrosantes, los cuales podrían ser sintetizados de manera 
endógena en individuos por efectos realizados por bacterias en distintas partes del cuerpo, 
42 
 
los cuales tienden a aumentar el riesgo de contraer cáncer en distintas partes del organismo 
humano (Arango, 2012). 
En el caso de los metabolitos para la separación molecular de estos se suelen utilizar técnicas 
entre las cuales encontramos: técnicas de cromatografía de gases, cromatografía liquida de 
alta resolución, electroforesis capilar, espectroscopia de masa y espectroscopia de resonancia 
magnética nuclear. 
El uso de biomarcadores en el área de la salud es de gran importancia porque nos brinda 
información acerca de los distintos tipos de enfermedades, factores que presenta el paciente 
para contraer enfermedades, selección de medicamentos, evaluación y tratamiento de 
enfermedades, generando información que permita realizar correctivos para disminuir la tasa 
de mortalidad y morbilidad en individuos (Arango, 2012). 
 
5.2.10 Combinando enfoques metodológicos. 
Las combinaciones de métodos clásicos que incluyen auto radiación e hibridación in situ, 
con metodologías como la resonancia magnética nuclear RMN o espectroscopia infrarroja 
IR, son aplicadas con éxito en los monitoreos de cambios fisiológicos, en estas 
combinaciones se presentan patrones de cambios en los tejidos a analizar. 
 
El estudio de metabolitos por RMN, podrían proporcionar herramientas en estudios de 
diagnósticos no invasivos de patología muscular y efectos de tratamientos, la espectroscopia 
genera un índice razonable de procesos específicos en los músculos dando lugar a 
tratamientos y respuestas causadas por distrofia muscular, la técnica de RMN detecta la 
presencia y extensión de lesiones musculares, otros estudios parecidos son aquellos en los 
cuales se utiliza infrarrojo o transformada de Fourier (FT-IR) en los músculos, estas 
metodologías sirven de gran ayuda en estudios para la progresión de fibrosis (contenido 
acumulado de colágeno) antes, durante y después del tratamiento con esteroides obteniendo 
resultados muy ventajosos cuando se aplican o implementan este tipo de técnicas. (Anderson 
et al., 2006). 
 
43 
 
5.2.11 Síntesis de perilenodiaminas con aplicación como biomarcadores fluorescentes. 
Los perilenos se encuentran constituidos por 2 naftalenos, la dimida del ácido 
perilenotetracarboxilico (PDI) es un derivado altamente fluorescente y con buena estabilidad 
fotoquímica, estas moléculas son altamente compatiblesy no toxicas, por lo cual son 
candidatas a biomarcadores moleculares. El estudio de las reacciones que estas se presentan 
se lleva a cabo mediante separaciones por cromatografía en capa fina y columna, los 
productos obtenidos mediante esta separación se caracterizan mediante las técnicas de 
resonancia magnética nuclear de protón (H-RMN), carbono 13 (13C-RMN), espectroscopia 
ultravioleta visible UV-VIS, espectroscopia IR y espectroscopia de fluorescencia. 
Una molécula que presente fluorescencia alta (marcador fluorescente) se une a una 
biomolécula que no lo es, sin necesidad de alterar sus propiedades fisicoquímicas y 
reactividad, mediante esta unión se podría estudiar las interacciones de dicha molécula y su 
entorno, en esta síntesis se logró obtener la perilenodiamina con éxito partiendo de una amina 
y las técnicas mencionadas como carbono 13 (13C-RMN), arrojaron señales 
correspondientes a carbonos alifáticos mediante el IR se presentaron bandas de c=o, 
empleando esta técnica de resonancia magnética nuclear de protón (H-RMN), se presentaron 
protones aromáticos del perileno, lo cual indica que estas técnicas son de gran ayuda para la 
obtención del marcador molecular(Hussein, 2015). 
 
 
 
 
 
 
 
 
44 
 
6. ANALISIS Y DISCUSIONES 
 
La anterior monografía tuvo como finalidad recopilar información de estudios, datos y teoría, 
sobre la espectroscopia molecular y la utilidad con la cual esta ha influido en los marcadores 
biológicos de susceptibilidad y exposición, en este trabajo se ven implicadas la salud, 
ambiente y cómo estos influyen en la detección de enfermedades, vinculo genético, o posibles 
riesgos por tal motivo se tiende a realizar un control y seguimiento. 
Silbergeld, 1998 indico que un marcador biológico podría ser un agente cuantificador de 
medida que brinda información relacionada entre la interacción de un sistema biológico y un 
agente externo, causando alteraciones o enfermedades al sistema biológico provocando 
daños fisicoquímicos o biológicos, se podrían realizar de manera in vivo en in vitro, en los 
cuales se suele cuantificar la concentración en los fluidos corporales, dichos indicadores 
suelen establecer el estado de salud del organismo, y el transcurrir del tiempo podría sufrir. 
Corella, D. 2015 en su estudio comentó que los biomarcadores de susceptibilidad solo se 
pueden presentar de 2 maneras: inducida y hereditaria , cuando se es de manera hereditaria 
se transmite de padres a hijos o inducida se presenta por contaminación en ambientes 
frecuentados, para la cuantificación de estas se realiza un seguimiento, control y una 
oportunidad de protección hacía en individuo o sistema biológico, al estar en contacto con el 
agente en el cuerpo o sistema, este suele sufrir una serie de alteraciones biológicas, genéticas, 
sensibilidad a ciertas sustancias e incluso causar cáncer, un ejemplo es la α-1 antitripsina al 
estar expuesto a compuestos aromáticos seriamos un blanco para contraer cáncer de pulmón. 
Según Palau, F. 2018 Las características esenciales de los marcadores biológicos, son la 
reproducibilidad, fiabilidad, exactitud, especificidad, costo, efectividad, entre otras 
características especiales e idóneas para indicadores, el que no cumpla esta serie de 
características no realizara un buen análisis por lo cual el estudio no será viable, por estas 
razones estos suelen estar enfrentados a validaciones, para verificar su funcionamiento, para 
corroborar si hay interferencias 
Entre tantos estudios se evalúan teorías que son tema de discusión, sobre los posibles efectos 
adquiridos al estar presentes a exposiciones, en cuanto a sensibilidad e inhibición enzimática 
45 
 
por exposiciones a agentes externos; por tal motivo es de gran importancia emplear técnicas 
espectroscópicas para el estudio, validación o creación de marcadores biológicos. 
Según Kurian s, et al 2017 el método más recomendable para biomarcadores de 
susceptibilidad para extracción de ARN empleando métodos espectroscópicos es el 
microarrays, porque este método permite extraer el ARNm y traducirlo a ADNc, este analito 
es cuantificado y sometido a controles de verificación para posible candidato a biomarcador, 
estpos controles de verificación se realizan empleando técnicas PCR, las cuales analizan una 
cantidad mayor de muestras de tejidos, mediante sondas fluorescentes como marcajes que al 
ser reflejadas muestran la hibridación del analito de interés, posteriormente estas son 
incididas con un haz de luz fluorescentes emitiendo señales características del marcador a 
estudiar. 
La espectrometría de masas es implementada para realizar estudios de proteínas, esta técnica 
brinda información cuantitativa y cualitativa en cuanto a las propiedades de las muestras a 
analizar, este equipo está compuesto por una fuente de ionización el cual fragmenta la 
muestra a analizar, dispersando iones según se masa/carga, estos son pasados atreves de un 
detector que cuantifica su masa molecular calculando así la concentración de los posibles 
componentes. 
Ruiz,G., Vega, M 2010 Indico que mediante el estudio en las proteínas de interés se puede 
hallar o crear la llamada huella peptídica de masa en la cual, éstas proteínas son procesadas 
y convertidas en pequeños péptidos empleando enzimas, para brindar mayor precisión a los 
análisis de interés y su respectivo espectro para cada analito de interés, se emplearon 
detectores permitiendo conocer los movimientos vibracionales de los enlaces en específicos, 
desplazamientos de grupos, moléculas, iones, presentes en muestras biológicas y la 
composición química. 
En los estudios y descubrimiento de marcadores biológicos son de gran ayuda las técnicas de 
espectroscopia molecular como la FTIRM, (Barraza-Garza et al., 2013) comentó en su 
estudio la implementación de dicha técnica derivada por la fusión de los métodos de 
espectroscopia infrarrojo FTIR y la microscopia óptica, esta suele emplear radiación 
sincroton o radiación electromagnética generada por partículas como son los electrones, los 
46 
 
cueles permiten observar movimientos vibracionales, localización y estado bioquímico del 
analito de interés. 
Los análisis de las muestras se dan por finalizados cuando la señal es captada por el detector, 
las muestras en tejidos se recomiendan analizarlas directamente porque al montarlas en una 
matraz, suelen adsorber energía lo cual es no recomendable por las interferencias con 
biomoléculas, en este tipo de análisis es necesario balancear el ruido generado en el análisis 
de observación de muestras, la FTIR se emplea en la obtención de huellas dactilares 
moleculares, que brindan información específica de estructuras, iones, moléculas en bandas 
espectrales en la región del infrarrojo medio. 
La medición óptica y electroquímica son técnicas usualmente utilizadas en indicadores 
biológicos y mediante este tipo de técnicas se puede estudiar partículas en solución 
obteniendo concentraciones, actividades iónicas, moléculas y partículas a analizar, los 
biomarcadores presentes en fósiles se estudian mediante espectrofotometría de luz 
ultravioleta en pH básicos, en los cuales los oligoelementos son indicadores extraídos del 
ADN mediante fragmentaciones. 
Martínez., et al 2009 en su estudio estipuló que estos posibles indicadores se hallan presentes 
en los restos fosiles y con el transcurrir del tiempo sufren una fijación con otras moléculas 
con las cuales tiene contacto o con otra especie de las misma, estas con el pasar del tiempo 
presentan alteraciones, por tal razón al utilizar técnicas PCR para corroboración de 
bioindicador se hace difícil obtener resultados válidos, lo cual posibilita el empleo de otras 
técnicas como lo es la espectrofotometría de luz ultravioleta. 
Los estudios realizados en las nano partículas coloidales (cobre, níquel y cobalto) se 
emplearon técnicas como espectroscopia UV-VIS, microscopia electrónica