Transductor de fibra óptica con potencial uso como biosensor

83 páginasEl desarrollo de nuevos dispositivos médicos como biosensores, atiende a la necesidad de detectar enfermedades de manera sencilla y eficiente con el fin de facilitar su diagnóstico y dar paso a su oportuno tratamiento. Actualmente, la prueba que se utiliza con más frecuencia para cumplir está función es el E.L.I.S.A (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay - Ensayo inmunosorbente ligado a enzimas) que se ha probado cuenta con alto nivel de sensibilidad y efectividad al momento de realizar estas evaluaciones; sin embargo, la implementación de esta prueba es costosa y requiere equipo especializado y personal capacitado. Otra aplicación particular que hace parte del área de los biosensores está relacionada con la detección de bacterias en medios de cultivo o productos, prueba que es altamente aplicada en el área de alimentos y salud, sin embargo, los métodos usados en la actualidad cuentan con la desventaja de requerir demasiado tiempo para la obtención de resultados, lo que limita la detección a tiempo y el tratamiento eficaz del producto afectado. Con el fin de mejorar estos dispositivos, se estudia el desarrollo de nuevos transductores con un alto nivel de sensibilidad. Una alternativa que ha mostrado resultados eficientes y se ha empezado a estudiar es la implementación de transductores de fibra óptica en el desarrollo de sensores. Actualmente, existen diferentes técnicas de fabricación y desarrollo que han ido ampliando el campo de estudio hacia el tema de aplicaciones relacionadas con biosensores. Teniendo en cuenta esto, se diseñó un transductor de fibra óptica que puede ser utilizado como biosensor; este se desarrolló a partir del adelgazamiento por medios químicos de una configuración de fibra óptica SingleMode-MultiMode-SingleMode (SMS). Posterior a la fabricación del transductor, se probó su funcionamiento como sensor a partir de la visualización de su espectro óptico y su desplazamiento correspondiente cuando se somete al transductor a diferentes soluciones con un índice de refracción conocido, esto además permitió determinar la sensibilidad del transductor. Adicionalmente, se midió el diámetro final de las fibras adelgazadas. Finalmente, se realizó una prueba que permitió evaluar su aplicabilidad como biosensor realizando la medición de °Bx en una solución de glicerina. Esto permitió concluir que los transductores de fibra óptica pueden ser utilizados en aplicaciones de biosensores y presentan una ventaja considerable respecto a los tiempos de medición y al personal necesitado para llevar a cabo las pruebas; sin embargo, son un área con mucho potencial que debe ser estudiada a mayor profundidad.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a

Microalgae biosensors for the detection of environmental contaminants: a review

Biosensores microalgales para la detección de contaminantes ambientales: una revisiónMicroalgae biosensors for the detection of environmental contaminants: a revie

Estudio experimental de biosensores fotónicos basados en substratos porosos bajo diversas condiciones

[ES] Los biosensores están formados por biorreceptores y un transductor, y se utilizan para la detección de diferentes analitos. Además, se pueden clasificar según el tipo de sus componentes, en concreto, en el presente Trabajo Final de Grado, se utilizan los biosensores ópticos basados en Fabry-Pérot. Estos utilizan la interacción de determinados materiales con la luz, de esta manera, detectan pequeñas variaciones de forma versátil, sencilla y rápida. En este campo de biosensores ópticos se han desarrollado los materiales porosos, que poseen un gran ratio superficie-volumen en el cual interaccionan las sustancias, proporcionando sensibilidades mayores. En este contexto, se efectuaron distintos sensados realizados mediante substratos porosos, tales como el silicio poroso y las nanofibras poliméricas. Además, se varió el método empleado en las medidas, pudiendo ser estático o dinámico, con la finalidad de poder comparar los resultados obtenidos y optimizar los distintos protocolos. En primer lugar, se desarrolló la biofuncionalización mediante la proteína OBP3 y la biodetección del farnesol, sin llegar a obtener buenos resultados, ni de manera estática ni dinámica. Por otra parte, se realizó la biodetección de la proteína BSA, llegando a la conclusión de que el método dinámico es el más adecuado para ello, obteniendo detecciones de hasta 1 ppm BSA.[CA] Els biosensors estan formats per bioreceptors i un transductor, i s’utilitzen per a la detecció de diferents analits. A més, es poden classificar segons el tipus dels seus components, en concret, en el present Treball Final de Grau, s’utilitzen els biosensors òptics basats en Fabry-Pérot. Aquests utilitzen la interacció de determinats materials amb la llum, d’aquesta manera, detecten petites variacions de forma versàtil, senzilla i ràpida. En aquest camp de biosensors òptics s’han desenvolupat els materials porosos, que posseeixen un gran ràtio superfície-volum en el qual interaccionen les substàncies, proporcionant sensibilitats grans. En aquest context, es van efectuar diferents sensats realitzats mitjançant substrats porosos, com ara el silici porós i les nanofibres polimèriques. A més, es va variar el mètode emprat en les mesures, podent ser estàtic o dinàmic, amb la finalitat de poder comparar els resultats obtinguts i optimitzar els diferents protocols. En primer lloc, es va desenvolupar la biofuncionalització mitjançant la proteïna OBP3 i la biodetecció de l’farnesol, sense arribar a obtindre bons resultats, ni de manera estàtica ni dinàmica. D’altra banda, es va realitzar la biodetecció de la proteïna BSA, arribant a la conclusió que el mètode dinàmic és el més adequat per a això, obtenint deteccions de fins a 1 ppm BSA[EN] Biosensors are made up of bioreceptors and a transducer, and are used for the detection of different analytes. In addition, they can be classified according to the type of their components, specifically, in this Final Degree Project, optical biosensors based on Fabry-Pérot are used. These use the interaction of certain materials with light, in this way, they detect small variations in a versatile, simple and fast way. In this field of optical biosensors, porous materials have been developed, which have a large surface-volume ratio in which substances interact, providing higher sensitivities. In this context, different senses were carried out using porous substrates, such as porous silicon and polymeric nanofibers. In addition, the method used in the measurements was varied, being able to be static or dynamic, in order to be able to compare the results obtained and optimize the different protocols. First, biofunctionalization was developed using the OBP3 protein and farnesol biosensing, without obtaining good results, either statically or dynamically. On the other hand, the biodetection of the BSA protein was carried out, reaching the conclusion that the dynamic method is the most suitable for this, obtaining detections of up to 1 ppm BSA.Tébar Saiz, M. (2021). Estudio experimental de biosensores fotónicos basados en substratos porosos bajo diversas condiciones. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/171769TFG

Desarrollo de un biosensor fotónico de alta sensibilidad basado en interferómetros Mach-Zehnder integrados en tecnología microelectrónica de silicio

Tesis Doctoral inédita de la Universidad Autónoma de Madrid. Facultad de Ciencias, Departamento de Física de Materiales. Fecha de lectura: 09-05-200

Desarrollo de un biosensor de fibra óptica para aplicaciones en optogenética

“En este trabajo de tesis se propuso desarrollar un biosensor basado en fibra óptica (FO) el cual utilizó como elemento de reconocimiento biológico (ERB) un anticuerpo policlonal (Receptor de kisspeptina y OPN5), permitiendo detectar con una alta especificidad la kisspeptina y opsina 5 (Opn5), respectivamente. Se desarrolló la metodología del auto ensamblado del biosensor en fibra óptica adelgazada (FO-taper) y con rejilla de período largo (FRPL) para amplificar los cambios en amplitud de la señal transmitida. El desarrollo del biosensor FO-taper se utilizó como practica para la detección de la Opn5. Lo que permitió mejorar las etapas del autoensamblado del biosensor. La respuesta de los biosensores en FO-taper y FRPL, se caracterizó en cada etapa de autoensamblado del biosensor utilizando como analito la proteína kisspeptina y la opsina Opn5, presente en el cerebro en la región del hipotálamo y gónadas del modelo murino. La proteína kisspeptina se genera en el hipotálamo y está relacionado con el inicio de la pubertad y también puede ayudar a suprimir metástasis de melanoma en el cáncer de mama. Y la opsina (Opn5) se sobreexpresa en carcinomas de cerebro, ovario, mama y próstata y puede funcionar como un nuevo biomarcador importante para diagnosticar y controlar varios tipos de cáncer.

Biosensores basados en cisteína y análogos. Aplicaciones en la detección de metales pesados en fluidos biológicos

El mercurio, es conocido por afectar a los riñones y al cerebro, causando serios daños neurológicos. Debido a su alta capacidad de biomagnificación y el aumento de su emisión antropogénica se necesita optimizar su detección. Los biosensores son una alternativa que cuenta con buena selectividad y sensibilidad. En este trabajo se realiza una revisión bibliográfica sobre los principales biosensores electroquímicos y ópticos diseñados para la detección de Hg. Específicamente se discuten aquellos en los que nanopartículas de oro se funcionalizan con L-cisteína o compuestos análogos. Se comentarán críticamente las ventajas y desventajas de estos biosensores; prestando especial interés a la complejidad del sistema biosensor, su rendimiento según sus parámetros analíticos de calidad, su proceso de detección y su posible aplicabilidad, tanto en muestras de agua como en fluidos biológicos. Finalmente, se hará una propuesta de biosensor basado en ácido dimercaptosuccínico y L-cisteína para la detección de mercurio en dichos fluidos

Uso de sensores para la identificación de nitrato en el agua: Revisión sistemática

El nitrato es uno de los contaminantes de aguas superficiales y subterráneas más extendidos que amenaza los suministros de agua potable y puede causar serios problemas de salud a los consumidores y al ecosistema, esta contaminación es el resultado de la fertilización desproporcionada o de la incorrecta disposición de las aguas residuales, tanto industriales como domésticas, el nitrato se puede detectar mediante métodos de laboratorio o métodos basados en sensores in situ. Esta revisión sistemática analiza los diferentes métodos con sensores en la identificación de nitrato en agua, se estudian las diversas características como el material del electrodo, el Límite de Detección (LOD) y la escala de medición, además, se incluyen las limitaciones y ventajas de los biosensores, sensores electroquímicos y sensores electromagnéticos, de tal manera se concluyó que los biosensores tienen alta sensibilidad, son adecuados para mediciones in situ y para el control remoto de la calidad del agua, así mismo los sensores electroquímicos tienen una buena sensibilidad con una operación simple y los sensores electromagnéticos son muy sensibles y pueden ser adecuados para la detección de bajo nivel, sin embargo, estos producen desechos químicos y se necesita capacitación para manejar los instrumentos

Desarrollo de un inmunosensor basado en nanopartículas de oro para detectar atrazina en agua

128 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería Ambientales.Se desarrolló un inmunosensor empleando un anticuerpo monoclonal anti-atrazina como molécula de biorreconocimiento y nanopartículas de oro (AuNPs) como marcador para la detección electroquímica de atrazina. Las AuNPs fueron sintetizadas en el laboratorio por el método de Turkevich y caracterizadas por métodos ópticos y electroquímicos. Se realizó un inmunoensayo no competitivo tipo sándwich usando partículas paramagnéticas como soporte para la inmovilización del anticuerpo anti-atrazina en combinación con electrodos magneto composite grafito-epoxi los cuales fueron caracterizados previamente de manera electroquímica mediante voltamperometría cíclica. Algunos parámetros experimentales tales como: potencial de oxidación, tiempo de oxidación, concentración de agente bloqueante y cantidad de partículas magnéticas fueron optimizados, lográndose detectar cuantitativamente atrazina con el método de voltamperometría de pulso diferencial calculándose un límite de detección de 0.017 ng/mL, el cual fue obtenido bajo condiciones experimentales óptimas y resultó ser mucho más bajo que la concentración mínima recomendada por la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Agencia de Protección al Ambiente de los Estados Unidos (USEPA), Asociación Nacional de Empresas de Agua y Saneamiento (ANEAS) y la Unión Europea (UE). La estrategia y el protocolo desarrollados, son de interés ambiental, teniendo un gran potencial de aplicación para la detección de otros plaguicidas.A detection method based on an immunosensor is proposed by using monoclonal anti-atrazine antibodies as biorecognition molecule (immunosensor) and gold nanoparticles (AuNPs) as label for electrochemical detection of atrazine in water samples.AuNPs were synthetized by means of the Turkevich Method. They were characterized by optical and electrochemical methods. Graphite epoxy-composite electrodes were built, and later characterized by electrochemical methods. Paramagnetic particles were used to immobilize the antibody in combination with a magneto-composite electrodes (epoxy-graphite), a non-competitive sandwich type immunoassay was performed with these electrodes. Atrazine was detected by differential pulse voltammetry. Parameters of oxidation potential, oxidation time, quantity of magnetic particles and blocking agent concentration were optimized. A calibration curve was obtained from quantitative data and a limit of detection of 0.017 ng/mL was calculated; this limit is lower than the minimal amount in waters recommended by World Health Organization (WHO), United States Environmental Protection Agency (USEPA), National Association of Water and Sanitation (NAWS) and the European Union (EU). This environmental immunosensor has good reproducibility and great potential for detection of other pesticides.Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México)

Desarrollo de un prototipo LAB ON A CHIP para la detección del sexo en plantas de carica papaya

En el presente trabajo se desarrolla un chip microfluídico desechable que permite llevar a cabo la amplificación del material genético (PCR) y realizar la detección para determinar el sexo en plantas de papaya. El diseño permite desde la extracción de DNA, amplificación del material genético y la detección para visualizar un resultado. En el análisis de las muestras se evalúan dos sistemas de detección, uno a través de técnicas electroquímicas (VC, SWV y DPV) con la interacción del agente intercalante [Ru(NH3)6]Cl3 y a través de un sistema óptico (fluorescencia) con la interacción de SYBR Green como agente intercalante