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Los sensores o biosensores electroquímicos están llamados cada vez más a hacer realidad esta expectativa; están destinados a ser esa herramienta analítica fiable y sencilla que pueda ser utilizada tanto por el propio paciente como por centros de salud que no están dotados de instrumentación analítica automática y compleja.

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Los biosensores electroquímicos son dispositivos analíticos que combinan la sensibilidad de las técnicas electroquímicas con la selectividad de los procesos de reconocimiento biológico. Son herramientas prometedoras para el diagnóstico clínico debido a su bajo costo, portabilidad y facilidad de uso.

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Un biosensor electroquímico consta de dos partes principales: un elemento de reconocimiento que interactúa con el analito y un transductor que convierte esta interacción en una señal analítica. Los electrodos serigrafiados son transductores comunes en estos dispositivos

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Los electrodos serigrafiados son transductores que se fabrican mediante técnicas de serigrafía, lo que permite la producción a gran escala de sensores económicos y de un solo uso. Ofrecen flexibilidad en el diseño, automatización del proceso de producción y la posibilidad de combinar distintos materiales electródicos.

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La nanoestructuración de los electrodos serigrafiados, mediante la modificación de su superficie con nanopartículas como nanotubos de carbono u oro, mejora significativamente la sensibilidad de los biosensores electroquímicos.

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Los biosensores electroquímicos tienen diversas aplicaciones en el diagnóstico clínico, incluyendo la detección de glucosa en pacientes diabéticos, la medición de ácido úrico, la detección de metales pesados como el plomo, la detección de biomarcadores como el PSA en el cáncer de próstata y la detección de material genómico como el virus del SARS.

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Futuro de los biosensores electroquímicos

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Futuro de los biosensores electroquímicos

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Los biosensores electroquímicos tienen el potencial de revolucionar el diagnóstico clínico al permitir la detección rápida, precisa y económica de una amplia gama de analitos. La investigación en este campo se centra en el desarrollo de nuevos transductores y metodologías analíticas para mejorar aún más su sensibilidad y selectividad.

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Sensor de Glucosa

El biosensor de glucosa es el más desarrollado y comercializado debido a la alta prevalencia de diabetes. Funciona mediante la enzima glucosa oxidasa (GOx) o glucosa deshidrogenasa (GDH). Donde la glucosa en la muestra es convertida en un producto medible electroquímicamente.

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Sensor de Ácido Úrico

El ácido úrico es un producto del metabolismo de las purinas. Su concentración en sangre es un indicador de enfermedades como gota, artritis y disfunción renal. Se detecta mediante un electrodo modificado con nanotubos de carbono y la modificación de la superficie del electrodo incrementa la selectividad, evitando interferencias de otras moléculas presentes en la sangre.

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Sensor de Plomo en Sangre

El plomo es un metal altamente tóxico que puede acumularse en el organismo, causando daños neurológicos, renales y cardiovasculares, especialmente en niños. Se ha desarrollado un sensor basado en electrodos serigrafiados modificados con nanopartículas de oro. La detección se basa en la electrodeposición del plomo sobre el electrodo y su posterior redisolución anódica.

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Sensor de PSA (Antígeno Prostático Específico)

Es un biomarcador clave en el diagnóstico de cáncer de próstata. En el que se ha desarrollado un inmunosensor basado en electrodos serigrafiados nanoestructurados con oro.

Además, puede detectar tanto PSA total (tPSA) como PSA libre (fPSA). Por lo que la proporción fPSA/tPSA ayuda a diferenciar entre hiperplasia benigna de próstata y cáncer.

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Los genosensores detectan material genético específico (ADN o ARN), lo que permite la identificación de enfermedades infecciosas.

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El Síndrome Respiratorio Agudo Severo (SARS) es causado por un coronavirus. Se ha desarrollado un genosensor basado en ADN que permite su detección rápida y precisa. Se emplean electrodos serigrafiados modificados con nanopartículas de oro, en el que la detección se basa en la hibridación de secuencias de ADN complementarias.

Se logra identificar la presencia del virus sin necesidad de PCR, facilitando el diagnóstico en entornos sin laboratorio especializado.