Desarrollo de un biosensor basado en óxido de grafeno para la detección de un biomarcador de cáncer

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dc.contributor.advisorMiranda Mercado, David Alejandro
dc.contributor.advisorBertel Garay, Linda Esperanza
dc.contributor.authorQuintero Graut, Jorge Andrés
dc.contributor.evaluatorRubí, Diego
dc.contributor.evaluatorMeléndez Reyes, Ángel Manuel
dc.date.accessioned2025-03-25T13:59:23Z
dc.date.available2025-03-25T13:59:23Z
dc.date.created2025-03-13
dc.date.embargoEnd2027-03-13
dc.date.issued2025-03-13
dc.description.abstractLos tipos de cáncer que presentan la mayor tasa de mortalidad tanto a nivel mundial como en Colombia y en Santander, en su mayoría, tienen origen en el tejido epitelial de los órganos afectados. En estos casos, los receptores de folato son sobreexpresados en la superficie apical de la membrana celular durante el desarrollo del carcinoma y por lo tanto, pueden ser detectados incluso en etapas tempranas. Por esta razón, es importante el desarrollo de biosensores de receptores de folato con bajos límites de detección de tal manera que sea posible realizar un tratamiento oportuno en el paciente. Este trabajo presenta un protocolo para la fabricación de un biosensor de receptores de folato basado en óxido de grafeno funcionalizado con ácido fólico. El biosensor es caracterizado por medio de AFM, espectroscopia Raman, XPS y técnicas electroquímicas. La señal de respuesta del biosensor corresponde a la dureza química y presenta una alta sensibilidad con un límite de detección de 1.94 pM. Adicionalmente, se realiza un análisis de las propiedades cuánticas en donde se incluyen los conceptos de capacitancia cuántica, canales cuánticos y la teoría de tasa de transferencia cuántica(quantum rate) en donde se demuestra que el número de canales cuánticos es inversamente proporcional a la concentración de receptores de folato y directamente proporcional a la frecuencia característica del sistema, asumiendo que la interfase electrodo-electrolito entra en resonancia con el campo externo cuando este oscila con una frecuencia de Bohr.
dc.description.abstractenglishThe majority of types of cancer that have the largest mortality rate on such a global level as in Colombia and Santander originate in the epithelial tissue of the affected organs. In this case, the folate receptors are overexpressed in the apical membrane during the carcinoma development and therefore, can be detected early. For this reason, it's important to develop biosensors of folate receptors with lower detection and quantification limits for timely disease treatment. This work presents a fabrication protocol for a biosensor of folate receptors based on graphene oxide functionalized with folic acid. The biosensor was characterized using AFM, Raman spectroscopy, XPS, and electrochemical techniques. The biosensor response signal is the chemical hardness and presents a high sensibility with a limit of detection of 1.94 pM. In addition, an analysis of the quantum properties of the biosensor was realized, including quantum capacitance, quantum channels and quantum rate theory which proves that the number of quantum channels is inversely proportional to the folate receptors concentration and proportional to the system characteristic frequency, assuming that the interface electrode-electrolyte is in resonance with the external field when it oscillates with a Bohr frequency.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001851328
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Física
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45364
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programMaestría en Física
dc.publisher.schoolEscuela de Física
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectÓxido de grafeno
dc.subjectÁcido fólico
dc.subjectBiosensor
dc.subjectCapacitancia electroquímica
dc.subjectLímite de detección
dc.subjectLímite de cuantificación
dc.subject.keywordGraphene oxide
dc.subject.keywordFolic acid
dc.subject.keywordBiosensor
dc.subject.keywordElectrochemical capacitance
dc.subject.keywordDetection limit
dc.subject.keywordQuantification limit
dc.titleDesarrollo de un biosensor basado en óxido de grafeno para la detección de un biomarcador de cáncer
dc.title.englishDevelopment of a graphene oxide-based biosensor for the detection of a cancer biomarker
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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