Miniaturized analytical devices for the detection of biomarkers and monitoring of metabolic hereditary diseases
Durant les últimes dècades hi ha hagut una marcada tendència cap a la miniaturització i l'automatització dels processos analítics per tal de reduir costs, energia, reactius i residus, i per permetre els anàlisis point-of-care (POC). Una estratègia es l'ús de plataformes microfluídiques que...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/691328 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/691328 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Sensors Sensores Ciències Experimentals 543 |
| Sumario: | Durant les últimes dècades hi ha hagut una marcada tendència cap a la miniaturització i l'automatització dels processos analítics per tal de reduir costs, energia, reactius i residus, i per permetre els anàlisis point-of-care (POC). Una estratègia es l'ús de plataformes microfluídiques que integren tots els elements necessaris per a la realització d'un anàlisis complert. Els sistemes analítics presentats en aquest treball son un bon exemple d'aquesta tendència. Consisteixen en sistemes miniaturitzats que permeten l'anàlisi POC per l'àmbit sanitari. Més concretament, aquesta tesi es centra en la determinació de biomarcadors per a diferents Errors Innats del Metabolisme (EIM). L'ió amoni, NH4+, ha estat seleccionat com a ió d'interès degut al seu marcat increment en la sang y les conseqüents afectacions neuronals, greus i irreversibles, en pacients que presenten Trastorns del Cicle de la Urea (TCU) no adequadament controlats. Actualment, el control dels nivells de NH4+ només es fa a laboratoris de centres de referència degut a la necessitat d'equipament car i complex. No obstant això, aquests casos requereixen d'una intervenció mèdica immediata, i el fet de que només puguin ser diagnosticats en certs hospitals dificulta l'accessibilitat a un ràpid tractament mèdic. Alternativament, aquest treball també es centra en una altra malaltia metabòlica, la Fenilcetonúria (PKU), que també requereix un control freqüent dels nivells de fenilalanina (Phe) en sang per a mantenir-los dins d'un rang acceptable. Tot i que un increment dels nivells de Phe en sang té greus conseqüències en el desenvolupament neuronal, els pacients no disposen de cap solució analítica per auto gestionar-se la seva pròpia malaltia i han de dependre únicament de controls periòdics en hospitals de referència. Per tant, existeix una imperiosa necessitat d'obtenir dispositius analítics fiables, ràpids i robusts per aquests dos analits, que han de ser barats i fàcils d'usar per permetre la seva instal·lació en totes les clíniques i llars que ho requereixin. En aquest treball es descriuen dos enfocs diferents per la determinació d'aquest dos biomarcadors en sang. El primer d'ells, que es centra només en la determinació del NH4+, es el desenvolupament d'un sistema analític d'alt rendiment per l'anàlisi continu de mostres de sang de volum reduït en hospitals i clíniques. Està basat en una plataforma microfluídica polimèrica que permet reduir l'ús de reactius, mostra i els costs. El segon enfoc es basa en una plataforma polimèrica d'un sòl ús i auto-calibrable per l'anàlisi de sang capil·lar en un àmbit domèstic, que sí està dissenyat per la detecció de tots dos biomarcadors. Tots dos dispositius analítics es basen en la potenciometria com a mètode de detecció i en l'ús de elèctrodes selectius d'ions d'estat sòlid (SC-ISE) per la detecció del NH4+. Per l'altra banda, la detecció de la Phe s'assoleix d'una forma indirecta mitjançant la conversió d'aquest aminoàcid en amoníac quan s'incorpora un enzim dins de la plataforma analítica. |
|---|