Interdigitated electrode arrays (idea) impedimetric transducers for bacterial biosensing applications

La tecnologia dels biosensors, basada en dispositius analítics que combinen un bioreceptor amb una unitat de transducció, s'ha aplicat en nombroses àrees de recerca per a la detecció de diferents analits d'interès. Els bacteris, especialment els bacteris patògens, són agents biològics impo...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Brosel Oliu, Sergi
Tipo de recurso: tesis doctoral
Fecha de publicación:2019
País:España
Institución:Universitat Autònoma de Barcelona
Repositorio:Dipòsit Digital de Documents de la UAB
Idioma:inglés
OAI Identifier:oai:ddd.uab.cat:204451
Acceso en línea:https://ddd.uab.cat/record/204451
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Impedància (Electricitat)
Bacteris patògens
Biosensors
id ES_d6861668ca68b48da4096d72c71e2b8e
oai_identifier_str oai:ddd.uab.cat:204451
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Interdigitated electrode arrays (idea) impedimetric transducers for bacterial biosensing applications
title Interdigitated electrode arrays (idea) impedimetric transducers for bacterial biosensing applications
spellingShingle Interdigitated electrode arrays (idea) impedimetric transducers for bacterial biosensing applications
Brosel Oliu, Sergi
Impedància (Electricitat)
Bacteris patògens
Biosensors
title_short Interdigitated electrode arrays (idea) impedimetric transducers for bacterial biosensing applications
title_full Interdigitated electrode arrays (idea) impedimetric transducers for bacterial biosensing applications
title_fullStr Interdigitated electrode arrays (idea) impedimetric transducers for bacterial biosensing applications
title_full_unstemmed Interdigitated electrode arrays (idea) impedimetric transducers for bacterial biosensing applications
title_sort Interdigitated electrode arrays (idea) impedimetric transducers for bacterial biosensing applications
dc.creator.none.fl_str_mv Brosel Oliu, Sergi
author Brosel Oliu, Sergi
author_facet Brosel Oliu, Sergi
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Institut de Microelectrònica de Barcelona
Uría Moltó, Naroa
Bratov Nikiforov, Andrei
Abramova, Natalia
Mas Gordi, Jordi
dc.subject.none.fl_str_mv Impedància (Electricitat)
Bacteris patògens
Biosensors
topic Impedància (Electricitat)
Bacteris patògens
Biosensors
description La tecnologia dels biosensors, basada en dispositius analítics que combinen un bioreceptor amb una unitat de transducció, s'ha aplicat en nombroses àrees de recerca per a la detecció de diferents analits d'interès. Els bacteris, especialment els bacteris patògens, són agents biològics importants per ser detectats en diversos camps com el diagnòstic clínic, la indústria alimentària o la qualitat de l'aigua per prevenir malalties en els éssers humans. No obstant això, els bacteris també es poden utilitzar en un ampli ventall d'aplicacions; per exemple, com a indicadors biològics per determinar la toxicitat de diversos compostos. En aquesta tesi es proposa l'ús de transductors impedimètrics basats en elèctrodes de tipus interdigitat (interdigitated electrode arrays, IDEA de les sigles en anglès) com a instrument per al desenvolupament d'aplicacions biosensores bacterianes. L'espectroscòpia electroquímica d'impedància és una tècnica àmpliament estudiada per caracteritzar biosistemes perquè permet monitoritzar els fenòmens que tenen lloc a la superfície dels elèctrodes. Aquesta tècnica no requereix marcadors en el procés de transducció i pot ser usada en un mode d'operació sense marcatge addicional; així se simplifiquen els assajos de biomonitoratge. Entre els diferents tipus de transductors impedimètrics, els elèctrodes de tipus interdigitat són realment avantatjosos en termes de miniaturització, d'obtenció d'una resposta ràpida i estable o d'increment en la relació senyal-soroll. La utilització dels dispositius IDEA com a base de transducció per a un biosensor permet reduir el temps i cost per assaig. A més a més, en aquest treball es detalla i demostra l'aplicabilitat dels IDEA tridimensionals (3D-IDEA), en els quals els dígits dels elèctrodes estan separats per barreres aïllants, que permeten millorar la sensibilitat en el registre de canvis superficials si els comparem amb els IDEA convencionals per a la detecció de bactèries. Els objectius d'aquest treball són l'elaboració i la validació d'estratègies de biodetecció, estables i reproduïbles, utilitzant IDEA i 3D-IDEA per a la identificació de bacteris com a analit d'interès o bé com a element de sensat. En el primer cas, s'ha dut a terme la detecció de bacteris o endotoxines bacterianes en mostres líquides, mentre que en el segon s'ha desenvolupat un biosensor del tipus microbià. Per tal de dur-ho a terme, els dispositius IDEA s'han (bio)funcionalitzat mitjançant diverses metodologies per desenvolupar en quatre aplicacions.
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2
2019-01-01
2019
2019-01-01
dc.type.none.fl_str_mv Tesi doctoral
http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
VoR
http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
dc.identifier.none.fl_str_mv https://ddd.uab.cat/record/204451
url https://ddd.uab.cat/record/204451
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
eng
language_invalid_str_mv Inglés
language eng
dc.rights.none.fl_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rights.openaire.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv open access
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Autònoma de Barcelona
publisher.none.fl_str_mv Universitat Autònoma de Barcelona
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Dipòsit Digital de Documents de la UAB
instname:Universitat Autònoma de Barcelona
instname_str Universitat Autònoma de Barcelona
reponame_str Dipòsit Digital de Documents de la UAB
collection Dipòsit Digital de Documents de la UAB
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869420868278419456
spelling Interdigitated electrode arrays (idea) impedimetric transducers for bacterial biosensing applicationsBrosel Oliu, SergiImpedància (Electricitat)Bacteris patògensBiosensorsLa tecnologia dels biosensors, basada en dispositius analítics que combinen un bioreceptor amb una unitat de transducció, s'ha aplicat en nombroses àrees de recerca per a la detecció de diferents analits d'interès. Els bacteris, especialment els bacteris patògens, són agents biològics importants per ser detectats en diversos camps com el diagnòstic clínic, la indústria alimentària o la qualitat de l'aigua per prevenir malalties en els éssers humans. No obstant això, els bacteris també es poden utilitzar en un ampli ventall d'aplicacions; per exemple, com a indicadors biològics per determinar la toxicitat de diversos compostos. En aquesta tesi es proposa l'ús de transductors impedimètrics basats en elèctrodes de tipus interdigitat (interdigitated electrode arrays, IDEA de les sigles en anglès) com a instrument per al desenvolupament d'aplicacions biosensores bacterianes. L'espectroscòpia electroquímica d'impedància és una tècnica àmpliament estudiada per caracteritzar biosistemes perquè permet monitoritzar els fenòmens que tenen lloc a la superfície dels elèctrodes. Aquesta tècnica no requereix marcadors en el procés de transducció i pot ser usada en un mode d'operació sense marcatge addicional; així se simplifiquen els assajos de biomonitoratge. Entre els diferents tipus de transductors impedimètrics, els elèctrodes de tipus interdigitat són realment avantatjosos en termes de miniaturització, d'obtenció d'una resposta ràpida i estable o d'increment en la relació senyal-soroll. La utilització dels dispositius IDEA com a base de transducció per a un biosensor permet reduir el temps i cost per assaig. A més a més, en aquest treball es detalla i demostra l'aplicabilitat dels IDEA tridimensionals (3D-IDEA), en els quals els dígits dels elèctrodes estan separats per barreres aïllants, que permeten millorar la sensibilitat en el registre de canvis superficials si els comparem amb els IDEA convencionals per a la detecció de bactèries. Els objectius d'aquest treball són l'elaboració i la validació d'estratègies de biodetecció, estables i reproduïbles, utilitzant IDEA i 3D-IDEA per a la identificació de bacteris com a analit d'interès o bé com a element de sensat. En el primer cas, s'ha dut a terme la detecció de bacteris o endotoxines bacterianes en mostres líquides, mentre que en el segon s'ha desenvolupat un biosensor del tipus microbià. Per tal de dur-ho a terme, els dispositius IDEA s'han (bio)funcionalitzat mitjançant diverses metodologies per desenvolupar en quatre aplicacions.Biosensor technology, consisting of analytical devices that conjugate a bioreceptor with a transducer unit, has been applied in numerous research areas for the detection of different analytes of interest. Bacteria, especially pathogenic bacteria, are important targets to be sensed and identified in many fields, like clinical diagnosis, food industry or water safety, to prevent a great number of diseases in humans. However, bacteria can be employed in a wide range of beneficial applications, such as their use as biological indicators to determine the toxicity of various compounds. In this thesis, the use of impedimetric transducers based on interdigitated electrode arrays (IDEA) has been proposed as a tool for the development of bacterial biosensing applications. Electrochemical Impedance Spectroscopy is a widely studied technique to characterize biosystems because it allows to monitor electrical events occurring on the surface of electrodes. This technique does not require additional markers for the transduction and can be used in a label-free operation mode and hence simplifying the biosensing assays. Among different types of impedimetric transducers interdigitated electrodes arrays are really advantageous in terms of easy-miniaturization, fast establishment of the steady-state signal response and increased signal-to-noise ratio. The utilization of IDEA devices as a base of a biosensor transducer permits reducing the time and cost per assay. In addition, the applicability of three-dimensional IDEA (3D-IDEA) is described and demonstrated, in which the electrode digits are separated by insulating barriers, to improve the sensitivity for the registration of superficial parameters compared with standard IDEA for bacteria sensing. The main aim of this work is the elaboration and testing of robust and reproducible biosensing strategies using IDEA and 3D-IDEA impedance transducers with bacteria, as an analyte target or as a sensing element. In the first case, the detection of bacteria or bacterial endotoxins in liquid samples may be performed and, in the second one, novel microbial-based biosensors may be developed. To this end, IDEA devices have been (bio)functionalized using various grafting schemes for their use in four different applications.Universitat Autònoma de BarcelonaInstitut de Microelectrònica de BarcelonaUría Moltó, NaroaBratov Nikiforov, AndreiAbramova, NataliaMas Gordi, Jordi 22019-01-0120192019-01-01Tesi doctoralhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06VoRhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85info:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://ddd.uab.cat/record/204451reponame:Dipòsit Digital de Documents de la UABinstname:Universitat Autònoma de BarcelonaInglésengopen accesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, i la comunicació pública de l'obra, sempre que no sigui amb finalitats comercials, i sempre que es reconegui l'autoria de l'obra original. No es permet la creació d'obres derivades.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:ddd.uab.cat:2044512026-06-06T12:50:31Z
score 15,300719

Similares en LA Referencia