María Encarnación Lorenzo

Facultad de CienciasUniversidad Autónoma de Madrid

Grupo de Sensores Químicos y Biosensores

)

Actividad investigadora

Biosensores

Selección

ModificaciónRECONOCIMIENTO

SEÑAL

TransductorMuestra

Sistema biológicoInmovilización

Electrodo

QCM

Actividad investigadora

Construcción y funcionamiento del BiosensorDeterminación de organofosforados y carbamatos

4-aminofenilacetato

4-aminofenol

AChE

Quinonaimina

E = +0.25 V

C. La Rosa, F. Pariente, L.Hernández, E.Lorenzo. Anal. Chim.Acta (1994), 295,273-282Analytical Currents/Anal. Chem. 66 (1994)1116A

Actividad investigadora

Oxidación de NADH en electrodos modificados

3,4-DHB ox3,4-DHB red

NAD + NADH

+ 2H + + 2e -ks

kf

OH

OH

OO

GC

OH

OH

GC

+2H+, +2e-

+NADH + H ++ NAD +

-2H+, -2e-

GC

-0.30-0.10+0.10+0.30+0.50

E vs SSCE

0.5µA

A

B

Actividad investigadora

Glassy Carbon Electrode

Cap

Nylon filter mesh with

ALDH

Teflon

Copper wire

Glassy carbon disk

NADH NADH NADHNAD + NAD + NAD +

S = Substrate P = Product

3,4-DHB layer

S P S P S P

Glassy carbon electrode

Nylon filter mesh

Immobilized ALDH

Biosensor DeshidrogenasasBiosensor de Aldehídos

Biosensor de Alcoholes

Actividad investigadora

0 5 10 15 200.00

0.04

0.08

0.12

0 100 200 300 400 5000.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

i ss (

µA)

ssi (µ

A)

[Ethanol] (mM)

[Ethanol] (mM)

y = 0.007 + 0.005*x; r= 0.997

Biosensor Integrado para etanol

Alambre de cobre

Pasta de carbón

Tubo de teflon

Enzima

NAD+

Catalizador3,4 - DHB

[Re(CO)3Cl(phen-diona)]

ETANOL

NAD+ NADH Electrodo + Catalizador

Alcohol deshidrogenasa

ACETONA

Actividad investigadora

Suero infectado

Presencia anti-p12

Disminución de

frecuencia

Inmunosensores Piezoeléctricos

Detección de anticuerpos frente a la proteina recombinante p12 unida al virus de la peste porcina.

0 5 10 15

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

ΔF

Tiempo / min.

ΔF /

Hz

Actividad investigadora

Respuesta del inmunosensor piezoeléctrico

Diluci—n del suero0.00 0.01 0.02

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

1/50

1/100

1/250

1/500

1/1000

1/2000

ΔF /

Hz

Detecci—n directa

Detecci—n amplificada

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

suero pos it ivo

s uero n eg ativ o

ΔF

/ Hz

SubstratoProducto

Etapas

Actividad investigadora

FDH

S S S

GOLD SURFACE

FDH / DM /Au

FDH

S S

NO2

O

O

GOLD SURFACE

FDH/ODTNB/AuInmovilización orientada de enzimas

Actividad investigadora

FDH /ODTNB /Au FDH /DM /Au

MONOCAPA ORDENADA Y HOMOGÉNEA

MONOCAPA DESORDENADA Y HETEROGÉNEA

Actividad investigadora

XnOx/Au80 nm

800 nm

800 n

m

XnOx/DTSP/Au

80 nm

XnOx/Au80 nm

800 nm

XnOx/Au80 nm80 nm

800 nm

800 nm

800 n

m

XnOx/DTSP/Au

80 nm

800 n

m

800 n

m

XnOx/DTSP/Au

80 nm80 nm

XnOx inmovilizada sobre Au-adsorción directa-enlace covalente

S

XnOx

S

XnOx

SS

Actividad investigadora

S S S S S S

Poli A

Poli TGenosensores

Actividad investigadora

S S S

dsDNA-HSssDNA-HS

AuELECTRODO

S S S

INDICADOR ELECTROQUÍMICO

* Interaccionan de forma medible y diferente con el DNA de cadena sencilla y doble

* Detectan el evento de hibridación sin marcajes previos.

S S S

INDICADOR ELECTROQUÍMICO

0

0,005

0,01

0,015

0,02

0,025

0,03

0,035

0,04

-0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0

E(V)

I(uA

)

DPV

Genosensor Electroquímico

Actividad investigadora

Indicadores Electroquímicos Estudiados

N

N

OH

OH

OH

OH

Os(bpy)3

O s

NN

NNN

N

O s

N

N

NN

NN

Os(phen)3 Os(phen)2phendiona

Os

N

N O

ONN

NN

Os

NN

NN

N

N

O

O

Os(bpy)2phendiona

R u

N H 3

N H 3

N H 3 N H 3

N H 3

N

Ru(NH3)5phnt 3,4-DHsalophen

Actividad investigadora

MARÍA ENCARNACIÓN LORENZO

Estrategias

de Análisis

Producto

Enzima

Transductor

Analito

Substrato

I

Enzima

Substrato

Producto

Enzima

Transductor

AnalitoInibidor

II

Enzima

Producto

Enzima

TransductorNAD+ NADH

Analito

Substrato

III

Enzima

Actividad investigadora

Respuesta del biosensor de AchE

PAPA / mM1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0

3.0

1.0

5.0

2.0 4.0 6.0PAPA / µM

i ss /

µA

8.0

16.0

i ss

/ µA

E

E1

E2

0 t

t00

IssCo

C1

C2

C3

C4

I(t) = nFADo1/2Co

* /x1/2 t1/2

Cronoamperometría

MARÍA ENCARNACIÓN LORENZO

Actividad investigadora

Oxidación de NADH en electrodos de carbón

EÞ'

So b r e t e n s ió n

5.0 µA

0.00.20.40.60.81.01.2 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8

E (V) v s. SSCE

Interferencia del ácido úrico

Interferencia del ascórbicoIntervalo de potencial óptimo para mediadores

NADH NAD +

e-

Corriente

Mediador Oxidado

Mediador Reducido

AdsorciónElectrodeposición

Electropolimerización

MARÍA ENCARNACIÓN LORENZO

electrodo de oroproteína p-12

anti-p-12

anticuerpo conjugado

HRP

HRP ox.

HRP red.

4-cloro-1-naftol

H2O2

H2O

OH

Cl

O

Cl

Cristal de cuarzo

Actividad investigadora

DETECCIDETECCIÓÓN AMPLIFICADAN AMPLIFICADA

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