Diseño de inmunosensores electroquímicos para la detección de biomoléculas marcadoras en el diagnostico clínico

Abstract

En la presente tesis se optimizaron siete sistemas de detección electroquímicos basados en la respuesta enzimática de la peroxidasa de rábano picante (HRP). El sistema HRP-o-fenilenediamina-H2O2 presentó el mejor comportamiento analítico debido a que se logró determinar la concentración de HRP a muy bajo nivel, en un amplio intervalo lineal y con una elevada sensibilidad analítica. Estos resultados suponen una gran ventaja en su posterior aplicación como sistema de revelación. Posteriormente, con la finalidad de poner a prueba la capacidad de las partículas magnéticas (PM) de preconcentrar y recuperar a un analito de interés a partir de una matriz compleja, se desarrolló un magneto biosensor electroquímico para cuantificar biotina a partir de productos alimenticios. Se obtuvieron buenas recuperaciones de biotina, lo cual sugiere que la simple extracción de la vitamina a partir de los alimentos se ve favorecida con el uso de las PM como soporte. A continuación, el uso de PM acoplado al sistema de revelación optimizado, se implementó en el desarrollo de magnetos inmunoensayos e inmunosensores con detección fluorescente y electroquímica, destinados a la detección de anticuerpos presentes en los enfermos celíacos. Se analizaron anticuerpos anti-transglutaminasa (ATG2) del isotipo IgA mediante detección fluorescente y electroquímica y anticuerpos anti-péptido deaminado de gliadina (APDG) del isotipo IgA mediante detección electroquímica. Excelentes sensibilidades y especificidades se obtuvieron con las diferentes metodologías con eficiencias superiores al 90% en comparación a enzimoinmunoanalisis (ELISA) comercial, considerado como métodos de rutina.

Seven electrochemical detection systems based on the enzymatic response of the horseradish peroxidasa (HRP) were optimized. The HRP–o-phenilendiamine–H2O2 system presented the highest performance because it can detect the lowest HRP concentration, in a wide linearity range and with high analytical sensitivity. These results involve a great advantage in the subsequent application as revelation system. Then, the magnetic beads were utilized as affinity reaction support in order to evaluate their preconcentrate and recovery capacity of analytes from complex matrixes. In order to do that, an electrochemical magneto biosensor was developed for the biotin quantification in alimentary products. Excellent biotin recoveries were obtained that indicates the extraction simple of biotin from samples was favored by the use of magnetic beads. Posteriori, the magnetic beads as affinity reaction support coupled to revelation system optimized were implemented in magneto immunoassays with fluorescent and electrochemical detection for the antibody detection in the celiac disease. IgA anti-transglutaminase antibodies by fluorescent and electrochemical detection and IgA anti-deaminated gliadin peptide antibodies by electrochemical detection were analyzed. Excellent sensitivity and specificity values were obtained by different methodologies with efficiencies higher than 90% in comparison with commercial Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay, considered as rutine method.