Desenvolupament de biosensors amb enzims oxidoreductases basats en transductors amperomètrics modificats químicament
La present tesi doctoral recull l'estudi de diverses modificacions químiques de sensors amperomètrics, adreçades cap a cercar solucions per als problemes típicament implícits en el desenvolupament de biosensors basats en enzims oxidoreductases, alhora que es busca la compatibilitat d'aques...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2005 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/3210 |
| Acceso en línea: | http://www.tdx.cat/TDX-0213106-195854 http://hdl.handle.net/10803/3210 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Enzims oxidoreductases Polisulfona Biosensors amperomètrics Ciències Experimentals 543 |
| Sumario: | La present tesi doctoral recull l'estudi de diverses modificacions químiques de sensors amperomètrics, adreçades cap a cercar solucions per als problemes típicament implícits en el desenvolupament de biosensors basats en enzims oxidoreductases, alhora que es busca la compatibilitat d'aquestes modificacions amb les estratègies d'immobilització enzimàtica emprades.<br/>La primera part del treball inclou el desenvolupament de quimiosensors reproduïbles i estables per a la determinació del cofactor NADH, del qual depenen els enzims deshidrogenases, i del compost peròxid d'hidrogen, obtingut com a producte de les reaccions en què participen gran part dels enzims oxidases. Els quimiosensors per a la determinació de NADH s'han basat en l'ús de diferents mediadors d'oxidació-reducció, mitjançant vàries estratègies d'incorporació als sistemes de detecció amperomètrica (en solució, per adsorció sobre la superfície electròdica o en membranes de Nafió, incorporats en matrius polimèriques de compòsits de grafit-epoxi, electropolimeritzats o immobilitzats en membranes de polisulfona). Els quimiosensors basats en membranes de polisulfona han mostrat nombrosos avantatges respecte la resta de quimiosensors desenvolupats. De fet, la polisulfona es presenta en aquest estudi com a un bon material polimèric per al desenvolupament de quimiosensors amperomètrics, atès que aconsegueix evitar els problemes de passivació de la superfície electròdica implícits en la determinació del cofactor NADH, i al mateix temps permet una retenció excel·lent dels mediadors immobilitzats al seu interior, amb una absència total de pèrdues d'aquestes espècies per dissolució. D'altra banda, en relació al desenvolupament de quimiosensors per a la determinació de peròxid d'hidrogen, s'han sintetitzat gels de sílice que incorporen diferents metalls que actuen com a catalitzadors dels processos d'oxidació i reducció del peròxid d'hidrogen. Aquests gels s'han dipositat com a mescles del corresponent xerogel amb acetat de cel·lulosa i polietilenglicol, a fi d'aconseguir membranes que minimitzen les limitacions d'aquest tipus de materials (formació d'esquerdes, absorció d'aigua,...). S'han emprat diferents tècniques d'anàlisi amb l'objectiu de dur a terme estudis de caracterització dels quimiosensors basats en membranes de polisulfona i en xerogels modificats amb metalls.<br/>La segona part del treball es va dedicar al desenvolupament de biosensors basats en diversos enzims oxidoreductases, mitjançant l'ús dels quimiosensors prèviament desenvolupats. Els quimiosensors per a NADH s'han adaptat per al desenvolupament de biosensors per a lactat, basats en la incorporació de l'enzim L-lactat deshidrogenasa en matrius de gels de sílice i en membranes de polisulfona, i de biosensors per a ió amoni, basats en la incorporació de l'enzim glutamat deshidrogenasa en polímers de mediador o en membranes de polisulfona. També es va desenvolupar un biosensor bienzimàtic per a la determinació d'urea, basat en la incorporació dels enzims glutamat deshidrogenasa i ureasa en membranes de polisulfona. D'altra banda, els quimiosensors per a peròxid d'hidrogen s'han emprat per al desenvolupament de biosensors per a glucosa, basats en la incorporació de l'enzim glucosa oxidasa en gels de sílice mitjançant vàries configuracions diferents. Els biosensors desenvolupats han demostrat la capacitat de les membranes de polisulfona i dels gels de sílice per a incorporar enzims. A més, en alguns casos, com el biosensor per a ió amoni, s'han aconseguit unes característiques analítiques excel·lents (sensibilitat elevada, intervals lineals amplis, temps de resposta curts, bona reproductibilitat entre corbes de calibració successives,...).<br/>Finalment, la darrera part del treball es va basar en l'adaptació dels quimiosensors i biosensors desenvolupats, basats en una configuració cilíndrica, a una configuració plana, mitjançant processos de serigrafia, i la seva posterior implementació en sistemes de flux. |
|---|