Efecto de nanopartículas de oro y nanoestructuras de carbono sobre la respuesta electroquímica de biosensores para la detección de ADN

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dc.contributor.advisorSánchez Torres, Viviana
dc.contributor.advisorPedraza Avella, Julio Andrés
dc.contributor.advisorRopero Vega, José Luis
dc.contributor.authorCobos Suárez, Julián René
dc.contributor.evaluatorCastillo León, John Jairo
dc.contributor.evaluatorBallesteros Rueda, Luz Marina
dc.date.accessioned2022-04-01T04:05:02Z
dc.date.available2022-04-01T04:05:02Z
dc.date.created2021
dc.date.issued2021
dc.description.abstractEn este trabajo se estudiaron diferentes configuraciones en la deposición por adsorción de nanoestructuras de carbono tales como óxido de grafeno (GO), nanotubos de carbono multipared (MWCNT) y la sinergía entre ellos, sobre electrodos serigrafiados con el fin de estudiar el efecto del transporte eléctrico en la señal electroquímica para la detección de ADN modelo de E. coli. Entre los materiales empleados están: ácido tetracloroaúrico, nanotubos de carbono multipared y óxido de grafeno funcionalizados, sondas de ADN y electrodos serigrafiados. Se sintetizaron por cronoamperometría nanopartículas de oro (AuNPs) sobre los electrodos para la inmovilización del receptor (Aptámero tiolado) mediante grupos tiol. La dispersión de las nanoestructuras de carbono se caracterizó por espectroscopía Raman y espectroscopía UV-Vis. La morfología de las nanoestructuras fue analizada por microscopia electrónica de barrido (SEM). Para el proceso de cada modificación de los electrodos se aplicó una caracterización electroquímica mediante las técnicas de Voltamperometría cíclica (CV), Voltamperometría de onda cuadrada (SWV) y Espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) en soluciones del par redox K4[Fe(CN)6]3-/4; monitoreadas en un potenciostato / galvanostato VersaSTAT 3. Los resultados mostraron que el biosensor con la incorporación de MWCNT alcanzó la respuesta electroquímica más alta. Este biosensor basado en ADN, logró detectar concentraciones de ADN complementario en el rango de 1.0 × 10-11 a 1.0 × 10-7 M con alta reproducibilidad, alcanzando un límite de detección de 0.21 nmol/L. Los resultados revelaron el impacto de modificar los transductores con nanomateriales de carbono en el mejoramiento de los parámetros análiticos de los biosensores.
dc.description.abstractenglishIn this work, different configurations in the deposition by adsorption of carbon nanostructures such as graphene oxide (GO), multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), and the synergy between them were studied on screen-printed electrodes to study the effect of electrical transport in the electrochemical response for detection of E. coli model DNA. Among the materials used were tetrachloroauric acid, multi-walled carbon nanotubes, functionalized graphene oxide, DNA probes, and screen-printed electrodes. Gold nanoparticles (AuNPs) were synthesized by chronoamperometry on the electrodes to immobilize the receptor (thiolated aptamer) through thiol groups. Carbon nanostructures dispersions were characterized by Raman spectroscopy and UV-Vis spectroscopy. The morphology of the nanostructures was analyzed by scanning electron microscopy (SEM). For each modification on the electrodes, an electrochemical characterization was applied using cyclic voltammetry (CV), square wave voltammetry (SWV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques in solutions of the redox pair K4[Fe(CN)6]3-/4; monitored on a VersaSTAT 3 potentiostat/galvanostat. The results showed that the biosensor with the incorporation of MWCNT achieved the highest electrochemical performance. This biosensor based on DNA detected target DNA concentrations in the range of 1.0 × 10-11 to 1.0 × 10-7 M with high reproducibility, with a detection limit of 0.21 nmol / L. The results revealed the impact of modifying the transducers with carbon nanomaterials to improve the biosensors' analytical parameters.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Química
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/20.500.14071/9500
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectBiosensor electroquímico
dc.subjectNanopartículas de oro
dc.subjectNanoestructuras de carbono
dc.subjectAptámero tiolado
dc.subjectElectrodos serigrafiados
dc.subject.keywordElectrochemical biosensor
dc.subject.keywordGold nanoparticles
dc.subject.keywordCarbon nanostructures
dc.subject.keywordScreen printed electrodes
dc.subject.keywordThioladed aptamer
dc.titleEfecto de nanopartículas de oro y nanoestructuras de carbono sobre la respuesta electroquímica de biosensores para la detección de ADN
dc.title.englishEffect of gold nanoparticles and carbon nanostructures on the electrochemical response of biosensors for DNA detection
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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