Desarrollo de biosensores para el control de parámetros bioquímicos

Resumen

Los biosensores se definen como dispositivos que incorporan elementos de reconocimiento biológico para llevar a cabo la detección de compuestos químicos, de manera que, su principio de detección está basado en la interacción específica que tiene lugar entre dichos elementos de reconocimiento y los compuestos de interés. De entre las interacciones de reconocimiento, las biocatalíticas son las más ampliamente estudiadas y utilizadas en el desarrollo de biosensores. Dichas interacciones se basan en el empleo de biocatalizadores, fundamentalmente enzimas, los cuales favorecen de manera altamente específica que se produzca una determinada reacción química, la cual, a su vez, puede emplearse para realizar la detección y seguimiento tanto de la desaparición de alguno de los sustratos como de la aparición de alguno de los productos. Así, en la presente tesis doctoral se han diseñado y desarrollado nuevos biosensores con transducción óptica para el control y la determinación de parámetros bioquímicos tales como glucosa, ácido úrico y aminas biógenas, presentes tanto en muestras biológicas como en muestras alimentarias. Para ello se ha realizado la inmovilización de las enzimas glucosa oxidasa y uricasa, así como, la unión de las aminas biógenas triptamina y serotonina en diferentes soportes nanoestructurados (nanopartículas y tejidos de nanofibras) y siguiendo distintas aproximaciones de inmovilización. Asimismo, se ha realizado la incorporación de indicadores luminiscentes a dichos soportes con el fin de poder detectar mediante transducción óptica la concentración de los sustratos de cada una de las enzimas inmovilizadas (glucosa y ácido úrico); mientras que la determinación de las aminas biógenas se ha llevado a cabo directamente haciendo uso de su luminiscencia intrínseca. Finalmente, se ha realizado la incorporación de los tejidos de nanofibras en el interior de dispositivos de microfluídica, logrando una mejora significativa en la sensibilidad de la determinación óptica. Considerando los resultados obtenidos en el desarrollo de esta tesis, se puede concluir que las fases sensoras diseñadas han permitido determinar los analitos de interés de una manera rápida y directa, sin prácticamente etapas previas de tratamiento de las muestras, y con una elevada correlación con los resultados obtenidos por laboratorios certificados externos, lo que demuestra la aplicabilidad de estas fases sensoras en el diseño de biosensores con transducción óptica para el análisis de muestras reales complejas.