Un gran nombre de plataformes de detecció biològica han incorporat materials
nanoestructurats com una estratègia per a millorar diversos paràmetres operacionals i de
qualitat tals com reduir els temps d'anàlisis i els límits de detecció. Les tècniques
electroquímiques de detecció es prefereixen sobre altres tècniques ja que presenten una sèrie
d'avantatges com a rapidesa, facilitat de maneig, cost reduït i la reduïda mida dels detectors
comercials. Entre les tècniques electroquímiques, les metodologies més simples, comunes i
més fàcils de transportar són aquelles basades en la potenciometria. La nova tendència
seguida amb els elèctrodes potenciomètrics d'estat sòlid representa una eina atractiva en
l'anàlisi de mostres líquides en temps real. No obstant això, fins avui ha estat difícil dur a terme
la detecció electroquímica directa de bacteris i proteïnes, sense utilitzar marcadors químics,
donat que les interaccions receptor‐bacteri i receptor‐proteïna no produeixen un senyal
elèctric mesurable. En aquesta tesi, es demostra per primera vegada la detecció
potenciomètrica en temps real de bacteris i proteïnes relacionades amb diverses malalties.
Aquesta tasca va ser duta a terme mitjançant el disseny d'una plataforma universal de detecció
utilitzant nanotubs de carboni com a transductors potenciomètrics i aptàmers com a elements
de reconeixement molecular. Les excel•lents propietats de transducció ofertes pels nanotubs
de carboni combinades amb la gairebé il•limitada possibilitat dels aptàmers de ser dissenyats
in vitro per reconèixer ions, proteïnes, virus i bacteris converteix aquesta plataforma en una
eina amb possibilitats inesgotables de detecció biològica en temps real. / Un gran número de plataformas de detección biológica han incorporado materiales
nanoestructurados como una estrategia para mejorar varios parámetros operacionales y de
calidad tales como reducir los tiempos de análisis y los límites de detección. Las técnicas
electroquímicas de detección se prefieren sobre otras técnicas debido a que presentan una
serie de ventajas tales como rapidez, facilidad de manejo, coste reducido y el reducido tamaño
de los detectores comerciales. Entre las técnicas electroquímicas, las metodologías más
simples, comunes y más fáciles de transportar son aquellas basadas en la potenciometría. La
nueva tendencia seguida con los electrodos potenciométricos de estado sólido representa una
herramienta atractiva para el análisis de muestras líquidas en tiempo real. Sin embargo, hasta
hoy ha sido difícil llevar a cabo la detección electroquímica directa de bacterias y proteínas sin
ULTRASENSITIVE DETECTION OF PATHOGENS IN REAL‐TIME
POTENTIOMETRIC BIOSENSORS BASED ON SINGLE‐WALLED CARBON NANOTUBES AND APTAMERS
utilizar marcadores químicos, dado que las interacciones receptor‐bacteria y receptor‐proteína
no producen una señal eléctrica medible. En esta tesis, se demuestra por primera vez la
detección potenciométrica en tiempo real de bacterias y proteínas relacionadas con varias
enfermedades. Esta tarea fue llevada a cabo mediante el diseño de una plataforma universal
de detección utilizando nanotubos de carbono como transductores potenciométricos y
aptámeros como elementos de reconocimiento molecular. Las excelentes propiedades
transductoras de los nanotubos de carbono combinadas con la casi ilimitada posibilidad de los
aptámeros de ser diseñados in vitro para reconocer iones, proteínas, virus y bacterias
convierte esta plataforma en una herramienta con posibilidades inagotables de detección
biológica en tiempo real. / Numerous biosensing platforms have incorporated nanostructured materials as a strategy
for improving several performance and operational parameters such as reducing the limits of
detection or the assay times in both pathogen and protein detection. Electrochemical sensing
techniques are preferred over other detection methods because they present a series of
advantages such as rapid response, ease of use, low‐cost and small sized commercial
detectors. Among the electrochemical techniques, the simplest, most widespread and fieldportable
methodologies are based on potentiometry. The new wave of potentiometric solidstate
electrodes represents an attractive tool for real‐time bioanalysis in liquid samples.
However, to date, it has been difficult to carry out the specific and direct electrochemical
detection of whole living bacterial cells or disease‐related proteins without chemical labelling
because the interaction receptor‐bacteria/receptor‐protein does not provide a measurable
electrochemical signal. In this Thesis, the real‐time potentiometric detection of bacteria and
disease‐related proteins is demonstrated for the first time. To accomplish such a challenging
task, a novel and universal biosensing platform is designed using single‐walled carbon
nanotubes as potentiometric transducers, and aptamers as biorecognition elements. The
excellent potentiometric transduction properties of carbon nanotubes combined with the
quasi‐unlimited capability of aptamers (RNA and DNA synthetic oligonucleotide segments) to
be tailored in vitro against ions, proteins, viruses and bacteria converts such a platform into a
| Identifer | oai:union.ndltd.org:TDX_URV/oai:www.tdx.cat:10803/51768 |
| Date | 27 October 2011 |
| Creators | Zelada Guillén, Gustavo Adolfo |
| Contributors | Riu Rusell, Jordi, Universitat Rovira i Virgili. Departament de Química Analítica i Química Orgànica |
| Publisher | Universitat Rovira i Virgili |
| Source Sets | Universitat Rovira i Virgili |
| Language | English |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| Format | 206 p., application/pdf |
| Source | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs. |
Page generated in 0.0325 seconds