Fabricación y caracterización de electrodos de polímeros conductores para biosensores

SANTILLI, N.; L. D. SAPPIA; MADRID RE

Jornada; XXIV Jornadas de Jóvenes Investigadores AUGM 2016; 2016

Los biosensores son sensores que detectan a los analitos biológicos específicos y aparecen en muchas formas y para una multitud de diferentes propósitos tales como el diagnóstico y la estadística de la enfermedad, vigilancia del medio ambiente y aplicaciones de defensa. La mayoría de los ensayos se basan en la identificación y / o cuantificación de biomarcadores o químicos, tales como células enteras o bacterias,proteínas, metabolitos, virus o fragmentos de ADN.Entre los biosensores más prominentes son inmunoensayos tales como ELISA o citometría de flujo, los cuales emplean fluorescentes o enzimáticos marcadores para generar una señal detectable. Sensores sin etiqueta en el otro lado no requieren una etiqueta adicional de este tipo mediante la transducción de la señal biológica tal como un acontecimiento de unión o la conversión enzimática directamente en una señal perceptible o medible. Una gran cantidad de diferentes tecnologías de biosensores sin etiqueta se conoce hoy en día, el uso de diferentes principios de detección.Técnicas como electroquímica [1], [2], colorimétrico, calorimétrico, piezoeléctricos, ópticos o optoelectrónico[3] y los principios de transducción electromagnéticas se han empleado tanto en los sistemas comercialesde investigación y disponibles en la actualidad [4]. Resonancia de plasmón superficial, microbalanza de cristal de Qartz son dos ejemplos de sensores sin etiquetas que se encuentran en la mayoría de los laboratorios biológicos para el análisis de los eventos que tienen lugar en las superficies de unión. Sin embargo, estas técnicas son de uso limitado cuando se trata de la detección de concentraciones muy bajas de analito o aplicaciones en el campo, donde la portabilidad es un requisito.Además, las pruebas de diagnóstico o ambientales basados en estas técnicas serían demasiado costoso para ser implementado en la gran escala y existe la necesidad de miniaturización y simplificación tanto paracumplir con estos requisitos. Un factor de costo importante en la producción de biosensores es el material del electrodo utilizado, que suele ser un metal noble que exige varias etapas de producción. Para reducir estos gastos hay una demanda para utilizar polímeros conductores para detectar [5].Los biosensores investigados en este trabajo se fabrican exclusivamente a partir de materiales de polímero, haciéndolas extremadamente barato y fácilmente disponible, mientras que al mismo tiempo, mantener la sencilla fabricación y bastante rápido en comparación con la tecnología de semiconductores.Debido a varias características interesantes, es decir, alta estabilidad, facilidad de patrón sobre una superficie, alta conductividad (hasta 400 a 600 S / cm) y alta transparencia [7], [8] de poli (3,4- etilendioxitiofeno) (PEDOT) es uno de los grupos más prometedores de los polímeros conductores y se utiliza para fabricar los electrodos en este trabajo.En este trabajo se depositan films de PEDOT sobre sustratos económicos, como ser vidrio y acrílico, con el fin de proporcionar un soporte para el desarrollo de sensores y/o biosensores en el campo biomédico y ambiental.Los films de PEDOT sobre vidrio se caracterizan por espectroscopía Raman. Se comparó el espectro obtenido con la bibliografía para realizar las asignaciones correspondientes a cada modo vibracionalLos electrodos con dos capas de PEDOT fueron evaluados electroquímicamente en una celda tripolar sobreacrílico con PEDOT como electrodo de trabajoCon el fin de incorporar un soporte para el futuro diseño de sensores y biosensores se añadió una tercera capa de un polielectrolito llamado PAH (poli alil amina hidrocloruro). La función de este compuesto sería la de exponer grupos aminos primarios para posteriores modificaciones de la superficie con moléculas biológicas como enzimas o anticuerpos usadas en el diseño de biosensores. La función del polímero conductor es la de soporte de las cadenas aminadas, como así también se trata de un material que es altamente electroactivo en una amplia ventana de potencial.Una caracterización inicial del sistema se realiza con voltametría cíclica para verificar que los electrodos no funcionalizados están funcionando bien y que hemos producido electrodos que pueden detectar las reacciones electroquímicasLa alternativa del uso de electrodos no metálicos presenta amplias ventajas frente a los de metales, como ser bajo costo, alta sensibilidad, posibilidad de incorporar moléculas para el anclaje de otras biomoléculas de reconocimiento, como así también la capacidad de degradarse más fácilmente para el caso de sensores descartables.