Transparent nanostructured metal oxides for chemical biosensors: towards point-of-care environments
- Autores: Raquel Pruna Morales
- Directores de la Tesis: Manuel López de Miguel (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Clara Viñas Teixidor (presid.), Romen Rodriguez Trujillo (secret.), Martín Hedström (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería y Ciencias Aplicadas por la Universidad de Barcelona
- Materias:
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- Resumen
Existe una creciente necesidad de desarrollar sistemas de punto de cuidado (POC) innovadores, versátiles y de bajo coste, capaces de detectar enfermedades en estadios de desarrollo tempranos. Un sistema POC consiste en un biosensor integrado en un sistema electrónico y eventualmente un sistema microfluídico que gestione las muestras de fluidos biológicos. El objetivo general de esta tesis es investigar distintas posibilidades de mejorar la tecnología POC.
Los sistemas biosensores actualmente integrados en sistemas POC son limitados, y requieren de métodos que se apoyen en un potente sistema electrónico. Para esto, se requiere por un lado de sustratos adecuados que permitan tanto el acoplo de biomoléculas como la detección de reacciones químicas ocurridas en su superficie; por otro lado, es necesaria una potente circuitería electrónica que pueda ser miniaturizada y de bajo consumo.
Los biosensores electroquímicos y ópticos han tomado mucha relevancia en sistemas POC debido a su alta sensibilidad y especificidad, aunque éstas pueden verse gravemente afectadas por la miniaturización de los dispositivos. Por ello, la elevada relación superficie-volumen que presentan las nanoestructuras las hace especialmente interesantes para biodetección. En esta tesis, se propone el óxido de indio dopado con estaño (ITO) nanoestructurado como material de electrodo de trabajo en biosensores electroquímicos.
En la primera parte de esta tesis se han estudiado las propiedades del ITO, y se ha caracterizado eléctrica, óptica, electroquímica y estructuralmente, a partir de muestras preparadas sobre silicio y sobre vidrio mediante evaporación por haz de electrones. Se ha estudiado su interacción con moléculas crosslinkers, y se han realizado varios inmunoensayos usando el ITO nanoestructurado como sustrato.
Se han estudiado distintos mecanismos de medida de sensores electroquímicos; por espectroscopía de impedancias se han detectado distintas concentraciones del biomarcador TNF-a. Se ha diseñado la electrónica necesaria para realizar medidas de amperometría con dos electrodos, así como de potenciometría, ensayando este último sistema con ITO nanoestructurado y modificado sensible a cambios de pH.
En síntesis, esta tesis recoge algunas propuestas para la mejora de los sistemas POC actuales, tanto en la cuestión biosensora como en la parte electrónica, usando para las medidas y pruebas de concepto un biomarcador importante en el ámbito biomédico.
