Biosensores multiparamétricos sobre discos compactos

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Asunción Juárez Vega
hace 7 años
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1 Biosensores multiparamétricos sobre discos compactos Ángel Maquieira Instituto de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM)

2 Biosensor.Defición Membrana olfatoria Célula nerviosa Cerebro Instrumento o dispositivo analítico que contiene un elemento de detección biológico (o biomimético) acoplado a un transductor fisicoquímico que convierte la señal biológica en una señal electrónica Objetivo Producir señales analíticas relacionables con la naturaleza y/o la concentración de una sustancia

contiene un elemento de detección biológico (o biomimético) acoplado a un transductor

3 Génesis de un biosensor Soportes/ Transductores Bioreceptores Biosensor Ácidos Nucle. Tejidos Proteínas Células Biomateriales Fluídica

4 Sistema integrado. biomem Ref. Gervais, L.; de Rooij, N.; Delamarche, E. Adv. Mater. 2011, 23, H151 H176

5 Tecnología de disco compacto - Integra un soporte y un lector - Técnicamente avanzada y miniaturizada -Almacena y graba un gran volumen de datos - Físicamente es muy robusta y estable - Mantenimiento, consumo energético, etc., mínimos - Lectores de CDs en uso: 600 millones de unidades - Discos en circulación (año 2007): 200 billones - Precio de discos y lectores muy competitivo

estable - Mantenimiento, consumo energético, etc.

6 Estructura de un CD Serigrafía Capa protectora Capa metálica Sustrato de policarbonato

7 Tipos de discos ópticos HT-CD Reflectancia ~ 30% Track: 1,6 micras Espesor sustrato: 1,2 mm Diámetro de enfoque: 728 µm CD-R Reflectancia ~ 70% Track: 1,6 micras Espesor sustrato: 1,2 mm Diámetro de enfoque: 728 µm DVD-R Reflectancia ~ 85% Track: 0,7 micras Espesor sustrato: 0,6 mm Diámetro de enfoque: 504 µm

1,6 micras Espesor sustrato: 1,2 mm Diámetro de enfoque: 728 µm DVD-R

8 Grabador/lector CD/DVD Laser Pick-up: λem 780 nm, 650 nm, 405 nm Detalle de enfoque del haz del láser sobre el track del disco

9 Detector: Lab-Player Transmisión del haz láser (Fotodiodo) Ambas caras HT-CD Reflexión del haz láser (Pick-Up) Cara de abajo HT-CD, CD-R, DVDs

10 Cómo funciona? Video Demonstración Impresión de Sondas Video Demonstración Protocolo Ensayo

11 Aplicaciones. Multidetección de residuos Sistema: Atrazina Clorpirifos Metolacloro Sulfatiazol Tetraciclina Control: Positivo (BSA, KLH, RIgG) Negativo (OVA) Patrón interno (BT)

12 Aplicaciones. Multidetección de residuos Ausencia de analitos 64,0 µg/l de los analitos P.I. Atrazina Clorpirifos Metolacloro Sulfatiazol Tetraciclina

13 Aplicaciones. Patógenos HRP Detección de Salmonella spp. Disco DVD Micromatriz de ADN Volumen muestra: 50 µl Tiempo hibridación: 30 min Tiempo total ensayo: 50 min

14 Aplicaciones. Patógenos Amplicón Concentración (ng ADN/µL) a Relación señal-ruido obtenida en disco con amplicón diluido 1/125 (v/v) *Concentración detectable pero no cuantificable Salmonella spp. (u.f.c) RSR a # C. pura (10 10 ) 80 ± 3 #4A 15,5 6, ± 4 #4B 9,5 6, ± 4 #4C 4,0 6, ± 7 #4D 0,9* 6, ± 5 #4E 2,9* 6, ± 3 #4F 1,3* 6, ± 5 Control negativo (Cronobacter spp.) 35-5 ± 3 Control 0-3 ± 2

(v/v) *Concentración detectable pero no cuantificable Salmonella spp. (u.f.c) RSR a #4 10-20 C.

15 Aplicaciones. Patógenos Amplicón a Valores estimados por dilución Concentración a (pg ADN/µL) Dilución RSR #4C Dilución C- 31,7 Amplicón #4C RSR ± 7 #4C 7, ± #4C 1, ± 3 #4C 500 1, ± 2 #4F ± 5 #4F ± 3 #4F ± 2 Control negativo (Cronobacter spp.) ± 3 Control Sensibilidad: ± 2 1,0 pg/µl 19,8 pm

Dilución C- 31,7 Amplicón #4C RSR 125 70 ± 7 #4C 7,9 500 39 ± 4 125 70 #4C 1,9 2000 24 ± 3 #4C

16 Ensayo Plaguicidas y otros residuos Toxinas marinas Polimorfismo de un nucleótido (SNPs) Patógenos Organismos transgénicos Marcador cancerígeno Gripe aviar Malaria/ Dengue/HIV Resumen de aplicaciones Analito/s 2,4,5-TP Clorpirifos Metolacloro Microcistinas Ácido Domoico, Virus Plum Pox Salmonella spp. Cronobacter E. Coli, Staphylococcus aur, Soja Transgénica Alfa-fetoproteína Virus/ Anticuerpos Muestra Aguas naturales Aguas naturales Extracto vegetal Extracto alimenticio Extracto alimenticio Suero Humano Saliva Sangre Saliva Técnica IEC IEC Hibridación de ADN Hibridación de ADN Hibridación de ADN IES IES Disco CD DVD CD DVD DVD DVD DVD LD* 0,02 µg/l 0,33 µg/l 0,54 µg/l 0,65 µg/l 1,50 µg/l 5 nm 30 fm 100 nm 8,0 µg/l 5,0 µg/l *LD: Límite de detección. IEC: Inmunoensayo competitivo; IES: Inmunoensayo sándwich

Coli, Staphylococcus aur, Soja Transgénica Alfa-fetoproteína Virus/ Anticuerpos Muestra Aguas naturales Aguas naturales Extracto vegetal Extracto alimenticio Extracto alimenticio Suero Humano Saliva

17 Comparación consumo de reactivos y costes Soporte Consumo de reactivo Ahorro reactivo Coste/ensayo Ahorro P.ELISA_ µl/p P.ELISA_ µl/p ,2-0, P.ELISA_ µl/p ,05-0, Microarray 1-50 nl/spot > ,001-0,005 > X = 1

18 Comparación coste detectores Lector de placas ELISA Escáner de Fluorescencia

19 Simplicidad Ventajas y Beneficios Protocolos analíticos y lectura de CDs sencillos, manejo por personal no especializado Portabilidad (análisis in situ) Minimiza los residuos (reduce drásticamente material desechable) Bajo coste La cantidad de reactivos y el coste del detector se reduce en comparación con otros métodos Consumo energético bajo Mantenimiento mínimo Rapidez Resultados en minutos

drásticamente material desechable) Bajo coste La cantidad de reactivos y el coste del detector se

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