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                                                     RESUMEN

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                                                     RESUMEN

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Cualquier dispositivo miniaturizado capaz de responder de manera inequívoca a un analito concreto en el seno de una muestra compleja.

Se busca que sean baratos, portátiles, fiables, selectivos, de fácil manejo.

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1. Muestra que se quiere evaluar.
2. Analito de interés en la muestra.
3. Elemento de reconocimiento: interactúa con el analito y concede selectividad al sensor.
4. Transductor: convierte interacción en una señal eléctrica.
5. Parte eléctrica.

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Están dando una mejor respuesta para la fabricación a gran escala de sensores, biosensores o dispositivos que con una mínima modificación puedan ser utilizados como transductores.

Ventajas:

1. Flexibilidad de diseño.
2. Automatización del proceso de producción.
3. Combinación de materiales electródicos en misma celda.
4. Adaptación a diversos soportes.

Nanoestructuración

Hace posible el nacimiento de transductores de nueva generación.

Hay dos tipos: superficies nanoestructuradas con nanotubos de carbono

y superficies nanoestructuradas con nanopartículas de oro.

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Electrodo serigrafiado con tres electrodos:

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Selectividad y sensibilidad de un biosensor electroquímico

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Selectividad y sensibilidad de un biosensor electroquímico

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La selectividad es atribuida al elemento de reconocimiento y la sensibilidad del mismo debería ser responsabilidad del transductor y de la técnica electroquímica

empleada.

La metodología analítica tiene un papel preponderante en el desarrollo

de biosensores de elevada sensibilidad.

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Electrodos serigrafiados modificados con nanopartículas de oro

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Electrodos serigrafiados modificados con nanopartículas de oro

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Características: excelente biocompatibilidad, elevada conductividad, obtención de

suspensiones coloidales estables.

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La metodología es obteniendo primero el coloide de nanopartículas de oro del tamaño deseado y dejando evaporar una gota del  coloide dispuesto sobre la superficie del electrodo serigrafiado de trabajo.

In situ

40 microlitros de una disolución de HAuCl4 sobre los electrodos de la tarjeta serigrafiada y se aplican intensidades de corriente negativas constantes al electrodo de trabajo

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Biosensores enzimáticos: sensor de glucosa.

Se puede definir a un sensor enzimático como aquél en el que el elemento de reconocimiento es una enzima y dentro de éstos, los biosensores amperométricos son, sin duda, los más utilizados.

En los biosensores amperométricos, la señal analítica que interesa

es una corriente faradaica generada al mantener el electrodo de trabajo

a un potencial fijo y que estará directamente relacionada con el analito.

Como el biosensor enzimático amperométrico más estudiado, mejor

desarrollado y de mayor aplicación es el sensor de glucosa.

Funcionan con un volumen de sangre inferior a 1 mL y donde el

llenado de la celda electrolítica tiene lugar por capilaridad.

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Fundamento del sensor de glucosa

Son biosensores enzimáticos de segunda generación. En estos sensores se inmovilizan enzima y un mediador en el electrodo de trabajo. El analito, en este caso la glucosa, es el sustrato que el enzima convierte en producto.

Diseño del sensor de glucosa

Se utilizan materiales plásticos como soporte para que con el mínimo coste tengan la máxima consistencia y en estos soportes se incluyen dos electrodos relacionados con la medida amperométrica: un electrodo de trabajo y un electrodo que hace a la vez de referencia y auxiliar.

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Utilización de superficies nanoestructuradas en la construcción de biosensores

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Utilización de superficies nanoestructuradas en la construcción de biosensores

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Otros sesores enzimáticos amperométricos que utilizan electrodos

serigrafiados de carbono han sido desarrollados para la cuantificación de

lactato, ácido úrico y colesterol.

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Superficies nanoestructuradas con nanotubos de carbono: Sensor de ácido úrico

El ácido úrico es el producto final del metabolismo de las purinas y de los ácidos nucleicos que habitualmente se elimina a través de la orina-

Algunas manifestaciones patológicas son la gota articular aguda, la calculosis renal, la artritis y el reumatismo.

El ácido úrico es una especie electroactiva que se oxida sobre electrodos sólidos de acuerdo con el proceso faradaico irreversible.

El ácido úrico se adsorbe selectivamente sobre este tipo de nanotubos frente a cualquier otra especie electroactiva interferente que pudiera existir en una muestra de suero, plasma, sangre u orina y de esta manera un electrodo serigrafiado recubierto con nanotubos de carbono se convierte en un sensor específico para el ácido úrico en muestras de sangre total y orina.

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Superficies nanoestructuradas con nanopartículas de oro: sensor de plomo

El plomo es un metal pesado de elevada toxicidad que por inhalación, ingesta o contacto y sus efectos tóxicos pueden ir dañando riñones y cerebro.

El plomo se encuentra en disolución como catión plomo (II) y se reduce en medios ácidos tanto sobre electrodos de carbono como sobre electrodos de oro de acuerdo con el proceso faradaico depositándose así plomo elemental sobre los electrodos. Esta electrodeposición se ve favorecida sobre electrodos de oro debido a que el plomo depositado se quimi-adsorbe sobre el oro y esta reacción química acoplada beneficia la reducción del Pb2+ sobre electrodos de oro.

En este caso, el sensor de plomo no es más que un electrodo serigrafiado

de carbono nanoestructurado con nanopartículas de oro.

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Se podría definir como inmunosensor a aquél sensor cuyo elemento de reconocimiento está constituido por anticuerpos o fracciones de anticuerpos,

antígenos o haptenos y cuyo fundamento son las interacciones epítopo-parátopo o reacciones inmunológicas controladas por constantes de afinidad o avidez. Por extensión también se incluyen dentro de esta modalidad cualquier sensor cuyo fundamento tenga que ver con interacciones proteicas.

Este tipo de sensores está llamado a resolver la determinación selectiva de biomarcadores cuando éstos se encuentran en el cuerpo humano

en muy baja concentración.

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Inmunosensor de PSA

En el caso del cáncer de próstata, con el acrónimo PSA, se designa a una proteína producida por la glándula prostática para dar fluidez al semen y a día de hoy es uno de los biomarcadores más importantes de este tipo de cáncer.

La construcción del inmunosensor se realiza sobre una superficie

nanoestructurada de oro. Una vez llevado a cabo el bloqueo realizado con caseína, el sensor así construido se almacena a 4º C y es estable al menos seis meses.

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Electrodos serigrafiados modificados con nanotubos de carbono

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Electrodos serigrafiados modificados con nanotubos de carbono

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Los nanotubos de carbono, descubiertos en 1992, se pueden considerar como estructuras cilíndricas enrolladas de láminas de grafeno.

SWCNT  de «singlewalled carbon nanotubes», nanotubos de carbono de pared sencilla) y MWCNT de «multiwalled carbon nanotubes», nanotubos de carbono de pared múltiple.

La oxidación de nanotubos de carbono en medios ácidos es el método más empleado para su funcionalización ya que genera grupos funcionales oxigenados en sus estructuras y a la vez permite eliminar impurezas.

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Un genosensor es un biosensor en el que el elemento de reconocimiento son hebras de ADN y la hibridación con las hebras complementarias a través de la renaturalización de la doble hélice controlada por el rigor o la estringencia en el apareamiento es el fundamento de su funcionamiento.

Es utilizado  tanto en medicina forense como en el diagnóstico clínico la identificación de material genómico

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González García, María Begoña; Costa García, Agustín. Los biosensores electroquímicos: herramientas de la analítica y del diagnóstico clínico. Biomarcadores: Analítica, diagnóstico y terapéutica. Madrid: Real Academia Nacional de Farmacia, 2010, pp. 197-222. ISBN: 9788493738938