Examinando por Materia "Biosensors"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Algoritmo basado en procesamiento de imágenes para la detección de un analito de interés utilizando carbon dots
    (Universidad EIA, 2022) Morillo Segovia, Gabriella; Betancur Ochoa, Juan Esteban; Barrientos Urdinola, Kaory
    RESUMEN: Según la Organización Mundial de la Salud (Who, 2017), poco menos de la mitad de la población mundial tiene acceso a diagnósticos médicos. Esto se da en principio por la falta de laboratorios, déficit de personal médico capacitado, y de equipos de diagnóstico adecuados, resultando en un acceso limitado a diagnósticos, servicios deficientes y calidad inadecuada. Por lo anterior, en este trabajo se pretende desarrollar un algoritmo basado en procesamiento de imágenes, para la detección de biomoléculas utilizando biosensores basados en Carbon Dots, para aportar al portafolio de tecnologías disponibles para diagnóstico. Para esto, se llevaron a cabo distintas técnicas de filtrado y segmentación en la imagen, y se validaron los resultados hallando la correlación entre los datos de intensidad obtenidos por medio de medidas de tendencia central como la moda y media. Se determinó que los datos de la moda de intensidad de la imagen con filtrado Gaussiano y sometidas a corrección del contraste muestran un comportamiento proporcional entre la fluorescencia y la concentración del analito de interés. Sin embargo, se halló una gran variabilidad entre los datos de diferentes tandas del sistema, respaldado por un bajo coeficiente de correlación, que indicaría que no es posible desarrollar un modelo representativo del comportamiento del sistema completo de muestras.
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    PublicaciónSólo datos
    Inmovilización de sondas de ADN para un genosensor piezoeléctrico de alta frecuencia
    (Universidad EIA, 2016) Ortiz Monsalve, Camilo; Jaramillo Grajales, Marisol
    En la actualidad la detección y análisis del ADN han tenido un particular interés, no sólo por su gran importancia en investigación sino también por la gran cantidad de aplicaciones. En respuesta a la necesidad de nuevas tecnologías de detección rápidas y sencillas surgen los biosensores. Estos pueden clasificarse según su sistema de transducción o según el evento biológico que detecten. Específicamente se le denomina genosensor a aquel dispositivo con capacidad de detectar la hibridación entre cadenas complementarias de ADN. Un genosensor piezoeléctrico es un dispositivo con capacidad de detectar la hibridación de las cadenas complementarias de ADN detectando los cambios de masa utilizando un cristal piezoeléctrico. Los cristales piezoeléctricos dan lugar a las microbalanzas de cristal de cuarzo (QCM) y es sobre este sistema transductor donde se realiza la inmovilización del biorreceptor, proceso fundamental en el desarrollo de este tipo de dispositivos. En la actualidad es posible trabajar con microbalanzas de cristal cuarzo de alta frecuencia (HFF-QCM), las cuales presentan una mayor sensibilidad que las QCM convencionales. En el presente trabajo se inmovilizaron sondas de ADN de cadena sencilla para un genosensor piezoeléctrico de alta frecuencia; se comenzó por la conjugación química del ADN mediante la adición de un grupo amino en su extremo 5’ formando un enlace fosforamidita. Este proceso incluye una etapa posterior de separación por precipitación con alcoholes. La conjugación química se evaluó inmovilizando ADN sobre cristales de 10 y 100 MHz. Este proceso de inmovilización inició con la de formación de la SAM utilizando alcanotioles, con ácidos carboxílicos como grupo funcional, seguido por la activación de los mismos mediante solución de EDC y NHS. Para los dos tipos de cristales se inmovilizó en primer lugar una molécula modelo (BSA) seguido por la inmovilización de ADN. En los cristales de 10 MHz la inmovilización se caracterizó utilizando FTIR, y en los de 100 MHz se evaluó la respuesta del biosensor en tiempo real, incluyendo la variaciones en la concentración de ADN conjugado. Posteriormente se evaluó la hibridación entre las cadenas complementarias de ADN en diferentes buffer y temperaturas, utilizando espectroscopia UV. También se analizó la respuesta del biosensor ante la hibridación. Los resultados obtenidos mediante espectroscopia ultravioleta mostraron un porcentaje de recuperación del ADN cercano al 80% con un alto grado de pureza. Adicionalmente los espectros obtenidos de los cristales de 10 MHz evidenciaron la inmovilización BSA y ADN respectivamente. En los cristales de 100 MHz el proceso de inmovilización mostró una disminución en la fase para ambas biomoléculas, que confirma la formación del enlace covalente entre la SAM activada y el analito. El análisis en el biosensor permitió establecer que la concentración de ADN a inmovilizar es 1 µM. Adicionalmente, se concluyó que la condición a utilizar para la hibridación es el buffer TB a 25 °C. Finalmente, la inyección de la cadena de ADN complementaria mostró disminución en la fase, que indica que la hibridación se dio satisfactoriamente.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Inmunosensor piezoeléctrico de alta frecuencia (100 MHz) para la detección y cuantificación de una molécula modelo
    (Universidad EIA, 2017) Buitrago Mejía, Laura; Jaramillo Grajales, Marisol (Directora); Ortiz Monsalve, Camilo; Barrientos Urdinola, Kaory
    Los inmunosensores piezoeléctricos son dispositivos que detectan la formación de complejos inmunes a través del cambio en la frecuencia de resonancia o fase del cristal piezoeléctrico ocasionado por los cambios de masa en su superficie. La microbalanza de cristal de cuarzo (QCM) que emplean los inmunosensores piezoeléctricos convencionales como transductor tiene una frecuencia fundamental entre 5-20MHz, sin embargo, en la actualidad se han desarrollado QCM de alta frecuencia que proporcionan mayor sensibilidad. En el presente trabajo se describe la metodología para la detección del anticuerpo anti-BSA por medio de un sensor piezoeléctrico, a partir de la inmovilización sobre electrodos de oro de cristales de cuarzo de 100 MHz (considerados de alta frecuencia) de su antígeno albumina sérica de bovino- BSA (molécula modelo). El primer paso fue determinar la concentración de biorreceptor (BSA) a inmovilizar, para lo cual se inmovilizaron tres concentraciones diferentes de BSA (10, 1 y 0.1 mg/ml) en flujo sobre el cristal de 100 MHz y se evaluaron los cambios en la fase del sensor. Para la inmovilización, se utilizaron monocapas autoensambladas mixtas (MSAM), compuestas de 11 mercapto-1undecanol (MUD) y ácido 16-mercaptohexadecanoico (MHDA), en una proporción 50:1 respectivamente, que seguidamente se activaron con EDC y NHS. La concentración que ocasionó el mayor aumento en la fase del sensor de 100 MHz fue 10 mg/ml, motivo por el cual se eligió para ser la concentración del biorreceptor. Con el fin de corroborar la inmovilización de BSA con el método utilizado sobre la superficie del cristal, se inmovilizaron esas mismas concentraciones sobre cristales de 10 MHz y se caracterizaron utilizando espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Una vez determinada la concentración de BSA, se procedió a realizar curvas de calibración del cambio en la concentración de anti-BSA vs el cambio en la fase del sensor inmovilizando el biorreceptor mediante dos métodos, en batch y en flujo, para luego comparar cuál de los dos era el más adecuado. Las concentraciones de anti-BSA utilizadas fueron 30, 10, 1, 0.1, 0.01 µg/ml y 30, 17.3, 10, 5.7, 3.3, 1.9 µg/ml (cada una por duplicado) para las curvas con inmovilización de BSA en batch y en flujo respectivamente. La curva con inmovilización de BSA en batch mostró un límite de detección (LOD) de 0.1 µg/ml y un rango lineal entre 0.01-1 µg/ml, mientras que la curva con inmovilización de BSA en flujo mostró un LOD de 1.9 µg/ml y un rango lineal entre 1.9-5.77 µg/ml. Dada esta gran diferencia, se repitió el punto de 10 µg/ml de anti-BSA con inmovilización de BSA en flujo, esta vez utilizando alcanotioles recién preparados y la señal generada en el sensor fue de 667.5 mV, 8 veces mayor que en el primer ensayo. La caracterización con el FTIR mostró la efectividad del método utilizado al evidenciar la presencia de BSA.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Transductor de fibra óptica con potencial uso como biosensor
    (Universidad EIA, 2019) Garcés Montoya, Katherin; Montagut Ferizzola, Yeison Javier; Cardona Maya, Yamile
    El desarrollo de nuevos dispositivos médicos como biosensores, atiende a la necesidad de detectar enfermedades de manera sencilla y eficiente con el fin de facilitar su diagnóstico y dar paso a su oportuno tratamiento. Actualmente, la prueba que se utiliza con más frecuencia para cumplir está función es el E.L.I.S.A (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay - Ensayo inmunosorbente ligado a enzimas) que se ha probado cuenta con alto nivel de sensibilidad y efectividad al momento de realizar estas evaluaciones; sin embargo, la implementación de esta prueba es costosa y requiere equipo especializado y personal capacitado. Otra aplicación particular que hace parte del área de los biosensores está relacionada con la detección de bacterias en medios de cultivo o productos, prueba que es altamente aplicada en el área de alimentos y salud, sin embargo, los métodos usados en la actualidad cuentan con la desventaja de requerir demasiado tiempo para la obtención de resultados, lo que limita la detección a tiempo y el tratamiento eficaz del producto afectado. Con el fin de mejorar estos dispositivos, se estudia el desarrollo de nuevos transductores con un alto nivel de sensibilidad. Una alternativa que ha mostrado resultados eficientes y se ha empezado a estudiar es la implementación de transductores de fibra óptica en el desarrollo de sensores. Actualmente, existen diferentes técnicas de fabricación y desarrollo que han ido ampliando el campo de estudio hacia el tema de aplicaciones relacionadas con biosensores. Teniendo en cuenta esto, se diseñó un transductor de fibra óptica que puede ser utilizado como biosensor; este se desarrolló a partir del adelgazamiento por medios químicos de una configuración de fibra óptica SingleMode-MultiMode-SingleMode (SMS). Posterior a la fabricación del transductor, se probó su funcionamiento como sensor a partir de la visualización de su espectro óptico y su desplazamiento correspondiente cuando se somete al transductor a diferentes soluciones con un índice de refracción conocido, esto además permitió determinar la sensibilidad del transductor. Adicionalmente, se midió el diámetro final de las fibras adelgazadas. Finalmente, se realizó una prueba que permitió evaluar su aplicabilidad como biosensor realizando la medición de °Bx en una solución de glicerina. Esto permitió concluir que los transductores de fibra óptica pueden ser utilizados en aplicaciones de biosensores y presentan una ventaja considerable respecto a los tiempos de medición y al personal necesitado para llevar a cabo las pruebas; sin embargo, son un área con mucho potencial que debe ser estudiada a mayor profundidad.