Apesar de ser uma das doenças infecciosas mais antigas e bem conhecidas, a tuberculose (TB) permanece como a segunda maior causa de morte após a síndrome da imunodeficiência adquirida. A TB é uma doença infecciosa e transmissível, causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis (Mtb), que afeta prioritariamente os pulmões, embora possa acometer outros órgãos e sistemas. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver nanofibras e nanoesferas de poli (D,L-láctico co-glicólico) (PLGA) contendo os Insumos Farmacêuticos Ativos (IFAs), rifampicina e isoniazida; caracterizá-las físico quimicamente e determinar a eficiência de encapsulação destes IFAs pelos métodos de eletroforese capilar (CE) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). O método de CE para a determinação simultânea dos IFAs antituberculose (isoniazida, rifampicina, pirazinamida e etambutol) foi otimizado por meio de um delineamento de experimentos de mistura com uma abordagem de vértices extremos usando o Software estatístico Minitab 17. Para o desenvolvimento das nanofibras se utilizou a técnica de electrospinning e para as nanoesferas se utilizou a técnica de emulsão/evaporação de solvente. As nanofibras foram caraterizadas por microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectrofotometria de absorção na região do infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria/termogravimetria derivada (TGA) e as nanoesferas foram caracterizadas pelas técnicas de espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta, índice de polidispersão, pH, SEM, TEM, FTIR e DSC. A eficiência de encapsulação dos IFAs nas nanofibras e nas nanoesferas foram realizadas através de duas técnicas analíticas, HPLC e CE, previamente validadas. A eficiência de encapsulação de isoniazida e rifampicina nas nanofibras foi 12,16 % e 5,90 %, respectivamente usando a técnica de HPLC e através da técnica de CE a eficiência de encapsulação foi de 12,30 % e 6,36 %, para isoniazida e rifampicina, respectivamente. A eficiência de encapsulação para a melhor formulação das nanoesferas foi de 2,33 % e 14,75 % para a isoniazida e rifampicina, respectivamente através da técnica de HPLC e uma eficiência de encapsulação de 2,26 % para a isoniazida e 14,22 % para a rifampicina através da técnica de CE. O método por CE teve a vantagem de apresentar um menor tempo de analise, menos de 6 min, com uma adequada resolução entre os picos dos IFAs. O tempo de analise por HPLC foi de 10 min. O método de CE foi menos lesivo ao meio ambiente, devido à pouca quantidade de solventes orgânicos, tornando assim a CE em um método alternativo à HPLC. / Despite being one of the oldest and most well-known infectious diseases, tuberculosis (TB) remains the second leading cause of death after acquired immunodeficiency syndrome. TB is an infectious and transmissible disease caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb) bacteria, which primarily affects the lungs, although it can affect other organs and systems. The present work aimed to develop nanofibers and nanospheres of poly (D, L-lactic co-glycolic) (PLGA) containing Active Pharmaceutical Ingredients (IPAs), rifampicin and isoniazid; characterize them physical-chemically and determine the encapsulation efficiency of these drugs by capillary electrophoresis (CE) and high-performance liquid chromatography (HPLC) methods. A CE method for determination of IPAs (isoniazid, rifampicin, pyrazinamide and ethambutol) was optimized through a design of mixing experiments with an extreme vertex approach using the Minitab 17 statistical Software. For the development of nanofibers and nanospheres the electrospinning and the emulsion/solvent evaporation techniques, respectively were used. Nanofibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TGA). Nanospheres were characterized by dynamic light scattering (DLS), zeta potential, polydispersity index, pH, SEM, TEM, FTIR and DSC. The encapsulation efficiency of the IPAs in nanofibres and nanospheres was performed using two analytical techniques, HPLC and EC, previously validated. For nanofibers, the encapsulation efficiency were 12.16 % and 5.90 % for isoniazid and rifampicin, respectivey by using HPLC method and 12,30 % for isoniazid and 6,36 % for rifampicin by CE method. The encapsulation efficiency for the best formulation of nanospheres was 2,33 % and 14,75 % for rifampicin and isoniazid, respectively by using HPLC method and 2,26 % for isoniazid and 14,22 % for rifampicin by EC method. It was shown that CE method presented a shorter analysis time (< 6min) and also and adequate resolution between the IPAs peaks. The time of analysis for the HPLC method was 10 min.CE method was less aggressive to the environment because it uses smaller amount of organic solvents. Therefore the CE is an alternative method to HPLC.

Apesar de ser uma das doenças infecciosas mais antigas e bem conhecidas, a tuberculose (TB) permanece como a segunda maior causa de morte após a síndrome da imunodeficiência adquirida. A TB é uma doença infecciosa e transmissível, causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis (Mtb), que afeta prioritariamente os pulmões, embora possa acometer outros órgãos e sistemas. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver nanofibras e nanoesferas de poli (D,L-láctico co-glicólico) (PLGA) contendo os Insumos Farmacêuticos Ativos (IFAs), rifampicina e isoniazida; caracterizá-las físico quimicamente e determinar a eficiência de encapsulação destes IFAs pelos métodos de eletroforese capilar (CE) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). O método de CE para a determinação simultânea dos IFAs antituberculose (isoniazida, rifampicina, pirazinamida e etambutol) foi otimizado por meio de um delineamento de experimentos de mistura com uma abordagem de vértices extremos usando o Software estatístico Minitab 17. Para o desenvolvimento das nanofibras se utilizou a técnica de electrospinning e para as nanoesferas se utilizou a técnica de emulsão/evaporação de solvente. As nanofibras foram caraterizadas por microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectrofotometria de absorção na região do infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria/termogravimetria derivada (TGA) e as nanoesferas foram caracterizadas pelas técnicas de espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta, índice de polidispersão, pH, SEM, TEM, FTIR e DSC. A eficiência de encapsulação dos IFAs nas nanofibras e nas nanoesferas foram realizadas através de duas técnicas analíticas, HPLC e CE, previamente validadas. A eficiência de encapsulação de isoniazida e rifampicina nas nanofibras foi 12,16 % e 5,90 %, respectivamente usando a técnica de HPLC e através da técnica de CE a eficiência de encapsulação foi de 12,30 % e 6,36 %, para isoniazida e rifampicina, respectivamente. A eficiência de encapsulação para a melhor formulação das nanoesferas foi de 2,33 % e 14,75 % para a isoniazida e rifampicina, respectivamente através da técnica de HPLC e uma eficiência de encapsulação de 2,26 % para a isoniazida e 14,22 % para a rifampicina através da técnica de CE. O método por CE teve a vantagem de apresentar um menor tempo de analise, menos de 6 min, com uma adequada resolução entre os picos dos IFAs. O tempo de analise por HPLC foi de 10 min. O método de CE foi menos lesivo ao meio ambiente, devido à pouca quantidade de solventes orgânicos, tornando assim a CE em um método alternativo à HPLC. / Despite being one of the oldest and most well-known infectious diseases, tuberculosis (TB) remains the second leading cause of death after acquired immunodeficiency syndrome. TB is an infectious and transmissible disease caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb) bacteria, which primarily affects the lungs, although it can affect other organs and systems. The present work aimed to develop nanofibers and nanospheres of poly (D, L-lactic co-glycolic) (PLGA) containing Active Pharmaceutical Ingredients (IPAs), rifampicin and isoniazid; characterize them physical-chemically and determine the encapsulation efficiency of these drugs by capillary electrophoresis (CE) and high-performance liquid chromatography (HPLC) methods. A CE method for determination of IPAs (isoniazid, rifampicin, pyrazinamide and ethambutol) was optimized through a design of mixing experiments with an extreme vertex approach using the Minitab 17 statistical Software. For the development of nanofibers and nanospheres the electrospinning and the emulsion/solvent evaporation techniques, respectively were used. Nanofibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TGA). Nanospheres were characterized by dynamic light scattering (DLS), zeta potential, polydispersity index, pH, SEM, TEM, FTIR and DSC. The encapsulation efficiency of the IPAs in nanofibres and nanospheres was performed using two analytical techniques, HPLC and EC, previously validated. For nanofibers, the encapsulation efficiency were 12.16 % and 5.90 % for isoniazid and rifampicin, respectivey by using HPLC method and 12,30 % for isoniazid and 6,36 % for rifampicin by CE method. The encapsulation efficiency for the best formulation of nanospheres was 2,33 % and 14,75 % for rifampicin and isoniazid, respectively by using HPLC method and 2,26 % for isoniazid and 14,22 % for rifampicin by EC method. It was shown that CE method presented a shorter analysis time (< 6min) and also and adequate resolution between the IPAs peaks. The time of analysis for the HPLC method was 10 min.CE method was less aggressive to the environment because it uses smaller amount of organic solvents. Therefore the CE is an alternative method to HPLC.

O antisséptico cloreto de cetilpiridíneo (CCP) demonstrou ser eficaz como alternativa terapêutica aos antifúngicos em candidose oral, porém, apresenta baixa substantividade. Para aumentar sua biodisponibilidade surge a possibilidade de incorporá-lo num sistema de liberação lenta composto por filmes poliméricos nanofibrílicos. O objetivo deste estudo foi preparar filmes nanofibrílicos através de eletrofiação e incorporar CCP, fazer sua caracterização térmica e morfológica, além de análise microbiológica dos filmes contendo CCP frente a cepas de Candida albicans. O fármaco CCP foi adicionado a três soluções poliméricas, de álcool polivinílico (PVA), polivinilpirrolidona (PVP) e a de PVP/PM [Poli (metacrilato de metila-co-acrilato de etila-co-metacrilato de amônio)] em 5% de concentração. As soluções foram avaliadas quanto à condutividade, viscosidade e tensão superficial e, posteriormente, passaram pelo processo de eletrofiação para obtenção de filmes nanofibrílicos. Os filmes nanofibrílicos foram caracterizados através de análise morfológica (microscopia eletrônica de varredura - MEV), análise térmica (análise termogravimétrica - TGA e calorimetria exploratória diferencial - DSC) e análise química (espectro de infravermelho da transformada de Fourier - FTIR). A eficiência de encapsulação de CCP nas nanofibras, o perfil cinético de liberação das nanofibras e a permeação em mucosa suína (células de Franz) foram avaliados por espectrofotometria. Foi ainda avaliada a concentração de CCP a ser incorporada (de 0,05 a 5%) em nanofibra para que a fração liberada seja a mínima fungicida frente às cepas de C. albicans susceptíveis, pela técnica de disco-difusão, comparada ao miconazol 5% (MCZ). Nestas condições, a solução de PVA apresentou a maior condutividade, viscosidade e tensão superficial. CCP aumentou a condutividade. Ambos, CCP e PM não alteram a tensão superficial do PVP. PM reduziu a viscosidade. A solução de PVP/PM formou o filme mais uniforme e com menos beads. Os termogramas (TGA/DSC) sugerem que o processo de eletrofiação diminiu a cristalinidade de CCP. A eficiência de encapsulação de CCP alcança 99%. A taxa de liberação de CCP encapsulado foi lenta durante o período experimental de 24h. Quando em filme nanofibrílicos, a atividade fungicida de CCP 2,5% e de MCZ 5% foi similar, mas somente MCZ foi fungistático. O filme nanofibrílico contrai em contato com o meio de cultura. Pode-se concluir que filmes nanofibrílicos de PVP/PM com CCP tem potencial para uso como alternativa para tratamento de infecções orais causadas por Candida. / The aim of this study was to prepare electrospun nanofiber films cetylpyridinium chloride (CPC) incorporated test their potential use as antifungal therapy against Candida albicans. CPC was incorporated to three different polymeric solutions, one containing polyvinyl alcohol (PVA), the second containing polyvinylpyrrolidone (PVP) and the third prepared with PVP and poly (methyl methacrylate-co-ethyl acrylate-co-methacrylate ammonium) (PMMA). These polymeric solutions were evaluated as to conductivity, viscosity and surface tension, then subjected to a electrospinning process to obtain nanofiber films. The morphology and structure of nanofiber films were analyzed using scanning electron microscopy (SEM). The characterization of nanofiber films was performed by thermogravimetric analysis (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). The encapsulation efficiency of the CPC nanofibers and the release kinetic profile of CPC and porcine mucosa permeation (Franz cells) were assessed by spectrophotometry. It was also assessed the concentration of CPC to be incorporated (from 0.05 to 5%) in nanofiber to be minimal fungicidal fraction released against strains of C. albicans by disk diffusion tests, compared to 5% miconazole (MCZ). Under these conditions, the PVA solution showed the highest conductivity, viscosity and surface tension. CPC increased conductivity. Both CPC and PMMA did not alter the surface tension of PVP. PMMA reduced viscosity. The solution of PVP/PMMA formed a more uniform film with less beads. Thermograms (TGA / DSC) suggested that the electrospinning process changes the crystallinity of CPC. The encapsulation efficiency reaches 99% of CPC. The release rate of encapsulated CPC was slow during the experimental period of 24 hours. In a nanofibrilic film, the fungicidal activity of CPC 2.5% and 5% MCZ was similar, but only MCZ proved fungistatic action. The nanofibrilic film shows contraction in contact with the culture medium. It can be concluded that nanofibrilic films PVP/PMMA with CPC has potential for use as an alternative for the treatment of oral infections caused by Candida.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vinicius Muller.pdf: 5054743 bytes, checksum: 4684dd9325f819006bfd84424d666674 (MD5) Previous issue date: 2014-07-04 / Electrospinning technique was applied in the covering of fused silica fibers by regenerated silk fibroin nanofibers (RSF). The parameters of electrospinning process were evaluated through factorial experimental design 22. This study showed the variables flow of solution and capillary-collector distance were statistically significant in the medium diameter response. The model obtained was validated through variance analysis (ANOVA) and response surface methodology. The material was used at solid phase micro extraction (SPME) in the extraction of samples containing a small chain alcohol, applied at gas chromatography (GC). The recovered device was characterized through Fourier transform infrared spectroscopy with attenuated total reflectance (FTIR-ATR) and thermal analysis (DSC and TGA). The RSF nanofibers covered fibers were morphologic evaluated through scanning electronic spectroscopy (MEV). The results of MEV showed that was possible to obtain fibers in nanoscale, medium diameter around 304 ± 46 nm. The fibers were also submitted to simulated thermal treatment (100°C to 250°C). There was no fusion between the fibers until 250°C (4 hours of treatment), and a little structural damage. The thermal analysis of FRS and covered FRS nanofibers device showed that the electrospun material maintained the thermal stability, with loss due thermal degradation from 250°C. The GC assay demonstrated the standard SPME covered device didn´t interfere on the suggested method to the alcohol isopropyl analysis (AIS). The times of extraction and desorption were optimized in 20 minutes and 10 minutes, respectively. The methodology was evaluated about linearity and specificity. In the concentration between 10 to 500 ppm of AIS, the method was linear, with R2= 0,9927 and selective, with high resolution between peaks of methanol, AIS and ethyl acetate. Electrospinning process of RSF as covering device showed great potential to use in SPME due its high surface area, thermal stability and easiness process, as well as potential to application in extraction of alcohols and GC analysis. / A técnica de eletrofiação foi aplicada no revestimento de fibras de sílica fundida por nanofibras de fibroína de seda regenerada (FSR). Os parâmetros do processo de eletrofiação foram avaliados por meio de delineamento experimental fatorial 2². Este estudo mostrou que as variáveis vazão da solução e distância entre capilar-coletor foram estatisticamente significativas na resposta diâmetro médio. O modelo obtido foi validado através da análise de variância (ANOVA) e metodologia de superfície de resposta. O material foi empregado em Microextração em Fase Sólida (Solid Phase Microextraction SPME ) na extração de amostras contendo um álcool de cadeia pequena, aplicado em cromatografia gasosa (CG). O dispositivo recoberto foi caracterizado por meio de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR-ATR) e análises térmicas (DSC e TGA). As fibras recobertas com nanofibras de FSR foram avaliadas morfologicamente através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Por meio dos resultados das análises de MEV, observou-se que foi possível obter fibras em escala nanométrica, com diâmetro médio em torno de 304 ± 46 nm. As fibras também foram submetidas a tratamento térmico em forno (100°C a 250°C). Não houve fusão das fibras até 250°C (até 4 h de tratamento), e poucos danos estruturais. As análises térmicas da FSR e do dispositivo recoberto com as nanofibras de FSR mostraram que o material eletrofiado manteve a estabilidade térmica, com perda por degradação térmica a partir de 250 °C. Os ensaios em CG demonstraram que o branco com o dispositivo de SPME recoberto não interferiu no método proposto para a análise de álcool isopropílico (AIS). Os tempos de extração e dessorção do analito foram otimizados em 20 min e 10 min, respectivamente. A metodologia foi avaliada quanto à linearidade e especificidade. Na faixa de concentração de 10 a 500 ppm de AIS, o método foi linear, com R=0,9927 e seletivo, apresentando alta resolução entre os picos de metanol, AIS e acetato de etila. O processo de eletrofiação da FSR como recobrimento do dispositivo mostrou grande potencial para emprego em SPME devido a sua grande área superficial, estabilidade térmica e facilidade no processo, bem como potencial para aplicação em extração de alcoóis e análise em CG.

Tesis por compendio / [ES] Esta memoria de tesis presenta una contribución al estudio de la funcionalización de sustratos textiles mediante la encapsulación de diferentes compuestos empleando la técnica del electrohilado. La variabilidad de la electrohilatura, tanto a nivel del equipo empleado como del propio proceso de electrohilado, permite la posibilidad de obtener morfologías y composiciones de nanofibras completamente distintas. En este trabajo se han abordado dos técnicas de preparación de la solución polimérica a emplear durante el proceso, los métodos de emulsión y dispersión. Ambas técnicas han posibilitado la adición de varios compuestos que han aportados nuevas características a nanofibras de PVA electrohiladas. Tras analizar los resultados obtenidos de las nanofibras extruidas a partir de la solución por emulsión, se ha demostrado la capacidad de encapsular aceites esenciales, tomillo y salvia, mediante electrohilatura. La caracterización realizada a los velos nanofibrosos demuestran la aparición de microcápsulas a lo largo de la sección longitudinal de las fibras debido a la encapsulación del aceite en su interior. Por otro lado, el método de dispersión ha sido evaluado mediante la adición de cúrcuma, compuesto no soluble en agua, a una solución de PVA. Los datos resultantes de las caracterizaciones han evidenciado la capacidad de la cúrcuma de actuar como sensor halocrómico aún estando encapsulada en el interior de las nanofibras electrohiladas. Al mismo tiempo, se ha examinado si esta capacidad halocrómica se mantiene cuando las nanofibras de PVA, que inicialmente son solubles en agua, se someten a un proceso de reticulación con ácido cítrico para su insolubilización. Los resultados han demostrado la continuidad del halocromismo, aunque difiere en la tonalidad del color resultante. Finalmente, se concluye con una comparativa por adición de materia colorante mediante los dos métodos explicados a una solución polimérica. Los velos nanofibrosos fabricados a partir de la solución dispersada presentaban una notable coloración en su superficie, mientras que las nanofibras producidas a partir de la solución por emulsión no presentaban color, lo cual vuelve a justificar la encapsulación del aceite coloreado en el interior de la nanofibra. / [CA] Aquesta memòria de tesi presenta una contribució a l'estudi de la funcionalització de substrats tèxtils mitjançant l'encapsulació de diferents compostos emprant la tècnica de l'electrofilat. La variabilitat de l'electrofilatura, tant a nivell de l'equip emprat com del procés d'electrofilat propi, permet la possibilitat d'obtenir morfologies i composicions de nanofibres completament diferents. En aquest treball s'han abordat dues tècniques de preparació de la solució polimèrica a emprar durant el procés, els mètodes d'emulsió i de dispersió. Ambdues tècniques han possibilitat l'addició de diversos compostos que han aportat noves característiques a nanofibres de PVA electrofilades. Després d'analitzar els resultats obtinguts de les nanofibres extruïdes a partir de la solució per emulsió, s'ha demostrat la capacitat d'encapsular olis essencials, farigola i sàlvia, mitjançant electrofil·latura. La caracterització realitzada a les estores nanofibroses demostren l'aparició de microcàpsules al llarg de la secció longitudinal de les fibres a causa de l'encapsulació de l'oli al seu interior. D'altra banda, el mètode de dispersió s'ha avaluat mitjançant l'addició de cúrcuma, compost no soluble en aigua, a una solució de PVA. Les dades resultants de les caracteritzacions han evidenciat la capacitat de la cúrcuma d'actuar com a sensor halocròmic encara estant encapsulada a l'interior de les nanofibres electrofilades. Alhora, s'ha examinat si aquesta capacitat halocròmica es manté quan les nanofibres de PVA, que inicialment són solubles en aigua, se sotmeten a un procés de reticulació amb àcid cítric per a la seua insolubilització. Els resultats han demostrat la continuïtat de l'halocromisme encara que difereix en la tonalitat del color resultant. Finalment, es conclou amb una comparativa per addició de matèria colorant mitjançant els dos mètodes explicats a una solució polimèrica. Els vels nanofibrosos fabricats a partir de la solució dispersada presentaven una notable coloració a la superfície, mentre que les nanofibres produïdes a partir de la solució per emulsió no presentaven color, la qual cosa torna a justificar l'encapsulació de l'oli acolorit a l'interior de la nanofibra. / [EN] This thesis report presents a contribution to the study of the functionalisation of textile substrates through the encapsulation of different compounds using the electrospinning technique. The variability of electrospinning, both at the level of the equipment used and of the electrospinning process itself, allows the possibility of obtaining completely different morphologies and compositions of nanofibres. In this work, two techniques for the preparation of the polymer solution to be used during the process have been addressed, the emulsion and dispersion methods. Both techniques have allowed the addition of several compounds that have provided new properties to electrospun PVA nanofibres. After analysing the results obtained from the nanofibres extruded from the emulsion solution, the ability to encapsulate essential oils, thyme and sage, by electrospinning was demonstrated. The characterisation of the nanofibrous mats shows the appearance of microcapsules along the longitudinal section of the fibres, due to the encapsulation of the oil inside them. On the other hand, the dispersion method was evaluated by adding turmeric, a non-water soluble compound, to a PVA solution. The data obtained from the characterisations have showed the ability of turmeric to act as a halochromic sensor even when encapsulated in the electrospun nanofibres. At the same time, it was investigaed whether this halochromic capacity is maintained when the PVA nanofibres, which are initially soluble in water, undergo a cross-linking process with citric acid to insolubilise them. The results have shown the continuity of the halochromism, although the resulting shade is different. Finally, we compare the addition of dyes to a polymer solution using the two methods described above. The nanofibrous veils produced from the dispersed solution showed a noticeable colouration on their surface, whereas the nanofibres produced from the emulsion solution were colourless, which again justifies the encapsulation of the coloured oil inside the nanofibre. / Mínguez García, D. (2024). Funcionalización de textiles mediante encapsulación por electrohilatura [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202719 / Compendio

[ES] Los biosensores son dispositivos analíticos con aplicabilidad en diferentes campos y con numerosas ventajas frente a otros métodos analíticos convencionales, como son el uso de pequeños volúmenes de muestra y reactivos, su sensibilidad y su rápida respuesta, sin necesidad de pretratamiento de la muestra, equipos caros o personal especializado. Sin embargo, se trata de un campo de investigación relativamente nuevo en el que todavía queda mucho camino por andar. Esta Tesis doctoral pretende aportar un granito de arena a este campo de conocimiento mediante el estudio del potencial de diferentes materiales porosos como transductores para el desarrollo de biosensores ópticos con respuesta en tiempo real y sin marcajes. Los materiales propuestos van desde aquellos artificialmente sintetizados, como silicio poroso (SiP), nanofibras (NFs) poliméricas o membranas poliméricas comerciales, hasta materiales naturales con propiedades fotónicas que todavía no habían sido explotadas para el sensado, como son los exoesqueletos de biosílice de diatomeas. Todos ellos tienen en común la simplicidad en su obtención, evitando costosos y laboriosos procesos de nanofabricación. Para su estudio, se analizará su respuesta óptica y, en aquellos casos en los que ésta permita llevar a cabo experimentos de detección, se desarrollarán estrategias para su biofuncionalización y su implementación en experimentos de biosensado. En el caso del SiP y las NFs se han optimizado los parámetros de fabricación para obtener una respuesta óptica adecuada que permita su interrogación. A continuación, se ha llevado a cabo su biofuncionalización empleando métodos covalentes y no covalentes, así como diferentes bioreceptores (aptámeros de ADN y anticuerpos) para estudiar su potencial y sus limitaciones como biosensores. En el caso de las membranas comerciales y el exoesqueleto de sílice de diatomeas, se ha caracterizado su respuesta óptica y se han llevado a cabo experimentos de sensado de índice de refracción para estudiar su sensibilidad. Así mismo, se ha desarrollado un método de funcionalización de la superficie del exoesqueleto de diatomeas basado en el uso de polielectrolitos catiónicos. Como resultado, se ha demostrado el potencial tanto de NFs para el desarrollo de biosensores, como el de membranas comerciales para sensores cuya aplicación no requiera una elevada sensibilidad pero sí un bajo coste. Además, se ha puesto de manifiesto el gran potencial del exoesqueleto de diatomeas para el desarrollo de sensores basados en su respuesta óptica. Por el contrario, las limitaciones encontradas en el desarrollo de biosensores basados en SiP han evidenciado la necesidad de un estudio riguroso y la optimización de la estructura de materiales porosos previamente a ser usados en (bio)sensado. / [CA] Els biosensors són dispositius analítics amb aplicabilitat en diferents camps i amb nombrosos avantatges enfront d'altres mètodes analítics convencionals, com són l'ús de xicotets volums de mostra i reactius, la seua sensibilitat i la seua ràpida resposta, sense necessitat de pretractament de la mostra, equips cars o personal especialitzat. No obstant això, es tracta d'un camp d'investigació relativament nou en el qual encara queda molt camí per fer. Aquesta Tesi doctoral pretén aportar el seu òbol a aquest camp de coneixement mitjançant l'estudi del potencial de diferents materials porosos com a transductors per al desenvolupament de biosensors òptics amb resposta en temps real i sense marcatges. Els materials proposats van des d'aquells artificialment sintetitzats, com a silici porós (SiP), nanofibras (NFs) polimèriques o membranes polimèriques comercials, fins a materials naturals amb propietats fotòniques que encara no havien sigut explotades per al sensat, com són els exoesquelets de biosílice de diatomees. Tots ells tenen en comú la simplicitat en la seua obtenció, evitant costosos i laboriosos processos de nanofabricació. Per al seu estudi, s'analitzarà la seua resposta òptica i, en aquells casos en els quals aquesta permeta dur a terme experiments de detecció, es desenvoluparan estratègies per a la seua biofuncionalizació i la seua implementació en experiments de biosensat. En el cas del SiP i les NFs s'han optimitzat els paràmetres de fabricació per a obtenir una resposta òptica adequada que permeta la seua interrogació. A continuació, s'ha dut a terme la seua biofuncionalizació emprant mètodes covalents i no covalents, així com diferents bioreceptors (aptàmers d'ADN i anticossos) per a estudiar el seu potencial i les seues limitacions com a biosensors. En el cas de les membranes comercials i l'exoesquelet de sílice de diatomees, s'ha caracteritzat la seua resposta òptica i s'han dut a terme experiments de sensat d'índex de refracció per a estudiar la seua sensibilitat. Així mateix, s'ha desenvolupat un mètode de funcionalizació de la superfície de l'exoesquelet de diatomees basat en l'ús de polielectròlits catiònics. Com a resultat, s'ha demostrat el potencial tant de NFs per al desenvolupament de biosensors, com el de membranes comercials per a sensors amb una aplicació que no requerisca una elevada sensibilitat però sí un baix cost. A més, s'ha posat de manifest el gran potencial de l'exoesquelet de diatomees per al desenvolupament de sensors basats en la seua resposta òptica. Per contra, les limitacions trobades en el desenvolupament de biosensors basats en SiP han evidenciat la necessitat d'un estudi rigorós i l'optimització de l'estructura dels materials porosos prèviament a ser usats en (bio)sensat. / [EN] Biosensors are analytical devices with application in diverse fields and with several advantages relative to other conventional methods, such as the use of small volumes of sample and reagents, their sensitivity and their fast response, without the need of the sample pretreatment, expensive equipments or specialised technicians. Nevertheless, this is a relatively new research field in which there is a long way to go yet. This doctoral Thesis aims at doing its bit to this field of knowledge by studying the potential of different porous materials as transducers for the development of real-time and label-free optical biosensors. The proposed materials range from those artificially synthesised, such as porous silicon (pSi), polymeric nanofibres (NFs) or commercial polymeric membranes, to natural materials with photonic properties that had not been exploited for sensing yet, such as biosilica exoskeletons of diatoms. All of them have in common its simple production, avoiding expensive and laborious nanofabrication processes. For their study, their optical response will be analysed and, in those cases in which such optical response allows performing detection experiments, strategies for their biofunctionalisation and their implementation in biosensing experiments will be developed as well. Regarding pSi and NFs, the fabrication parameters were optimised to get a suitable optical response for their interrogation. Afterwards, their surface functionalisation was carried out by covalent and non-covalent methods, as well as different bioreceptors (DNA aptamers and antibodies), to study their potential and their constraints as biosensors. Concerning commercial membranes and the biosilica exoskeleton of diatoms, their optical response was characterised and refractive index sensing experiments were carried out to study their sensitivity. Additionally, a biofunctionalisation method for the surface of the diatoms exoskeleton was developed based on the use of cationic polyelectrolytes. As a result, it was demonstrated the potential of NFs for the development of biosensors, as well as the potential of commercial membranes for developing sensors for an application that does not require a high sensitivity but a low cost. Furthermore, the great potential of biosilica exoskeleton of diatoms for the development of sensors based on their optical response has been revealed. By contrast, the constraints found in the development of pSi illustrate the importance of an accurate study and optimisation of porous materials structure before using them for (bio)sensing. / Martínez Pérez, P. (2021). Development and Optimization of Experimental Biosensing Protocols Using Porous Optical Transducers [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172541 / TESIS