Evaluación experimental de la capacitancia cuántica de una superficie nanoestructurada de TiO2 funcionalizada con ácido fólico como posible candidata para el desarrollo de biosensores cuánticos en la detección temprana del cáncer epitelial

Bermúdez Jaimes, María Camila

Evaluación experimental de la capacitancia cuántica de una superficie nanoestructurada de TiO2 funcionalizada con ácido fólico como posible candidata para el desarrollo de biosensores cuánticos en la detección temprana del cáncer epitelial

dc.contributor.advisor	Bertel Garay, Linda Esperanza
dc.contributor.advisor	Miranda Mercado, David Alejandro
dc.contributor.author	Bermúdez Jaimes, María Camila
dc.contributor.evaluator	Corzo M., Sandra Patricia
dc.contributor.evaluator	García Castro, Andrés Camilo
dc.date.accessioned	2024-02-13T16:07:00Z
dc.date.available	2024-02-13T16:07:00Z
dc.date.created	2024-02-12
dc.date.issued	2024-02-12
dc.description.abstract	La funcionalización de superficies nanoestructuradas de TiO2 con biomoléculas afines a distintos biomarcadores del cáncer ha permitido obtener biosensores altamente selectivos. Un biomarcador del cáncer que ha sido ampliamente estudiado es el receptor de folato, una proteína sobre-expresada en células transformadas, presente en cáncer epitelial. En las aplicaciones de detección y tratamiento de células cancerosas epiteliales, basadas en la identificación de los receptores de folato, se utilizan conjugados de ácido fólico debido a la alta afinidad con dicha proteína. Una de las superficies nanoestructuradas ampliamente usada para la fabricación de biosensores son aquellas formadas por nanotubos de dióxido de titanio, debido a que este tipo de biosensores poseen alta sensibilidad. En este sentido, el presente proyecto de investigación reporta la evaluación experimental de la capacitancia electroquímica de nanoestructuras de dióxido de titanio funcionalizadas con ácido fólico. Las nanoestructuras fueron obtenidas mediante el método de anodización electroquímica. En total fueron fabricadas cuatro superficies nanoestructuradas, dos de estas se fabricaron a 60V-30min y las otras dos a 60V-10min. Así mismo, dos de ellas se sometieron a calcinación y dos no; por lo que se presenta también, el análisis realizado sobre el efecto de la calcinación antes y después de la funcionalización de la superficie nanoestructurada. Las cuatro superficies fabricadas se caracterizaron antes y después de la calcinación por difracción de rayos X y por espectroscopía UV-Vis de reflectancia difusa. A su vez, fueron caracterizadas antes y después de la funcionalización por microscopía de fuerza atómica, espectroscopı́a de capacitancia electroquı́mica y ángulo de contacto. De esta manera, se logró identificar la formación de nano-columnas y nanotubos. La funcionalización fue efectiva para los nanotubos pues se evidenció la formación de enlaces covalentes mediante la disminución de los valores de capacitancia electroquímica. Esto sugiere que la superficie nanoestructurada con nanotubos es una candidata apropiada para ser usada en el desarrollo de biosensores cuánticos en la detección temprana del cáncer epitelial.
dc.description.abstractenglish	Functionalization of nanostructured TiO2 surfaces with biomolecules related to different cancer biomarkers has led to highly selective biosensors. One cancer biomarker that has been extensively studied is the folate receptor, a protein overexpressed in transformed cells that can lead to epithelial cancer. In epithelial cancer cell detection and treatment applications based on folate receptor identification, folic acid conjugates are used because of the high affinity for folate receptor protein. One of the nanostructured surfaces widely used for the fabrication of biosensors is those formed by titanium dioxide nanotubes because this type of biosensors has high sensitivity. In this sense, the present research project reports the experimental evaluation on the electrochemical capacitance of titanium dioxide nanostructures functionalized with folic acid. The nanostructures were obtained by the electrochemical anodization method. In total, four nanostructured surfaces were fabricated, two of them were fabricated at 60V-30min and the other two at 60V-10min. Likewise, two of them were subjected to calcination and two were not; therefore, the analysis of the effect of calcination before and after the functionalization of the nanostructured surface is also presented. The four fabricated surfaces were characterized using X-ray diffraction and UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy before and after calcination. They were also characterized before and after functionalization by atomic force microscopy, electrochemical capacitance spectroscopy, and contact angle. In this way, it was possible to observe the formation of nano-columns and nanotubes. The functionalization was effective for the nanotubes since the formation of covalent bonds was evidenced by the decrease in the quantum capacitance values. This suggests that the nanostructured surface with nanotubes is a suitable candidate for use in the development of quantum biosensors in the early detection of epithelial cancer.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Físico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15660
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias
dc.publisher.program	Física
dc.publisher.school	Escuela de Física
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/
dc.subject	Biosensor
dc.subject	Nanoestructuras
dc.subject	Receptores de folato
dc.subject	Ácido Fólico
dc.subject	Capacitancia
dc.subject.keyword	Biosensors
dc.subject.keyword	Nanostructures
dc.subject.keyword	Folate receptors
dc.subject.keyword	Folic acid
dc.subject.keyword	Capacitance
dc.title	Evaluación experimental de la capacitancia cuántica de una superficie nanoestructurada de TiO2 funcionalizada con ácido fólico como posible candidata para el desarrollo de biosensores cuánticos en la detección temprana del cáncer epitelial
dc.title.english	Experimental evaluation of the quantum capacitance of a surface of TiO2 nanostructured functionalized with folic acid, for future applications of quantum biosensors in the early detection of epithelial cancer
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado