Este documento trata sobre los biosensores, dispositivos analíticos que incorporan un elemento biológico y un transductor físico-químico. Explica la definición, funcionamiento, características y clasificación de los biosensores. Los biosensores se pueden clasificar por el tipo de interacción, el elemento de reconocimiento biológico o el sistema de transducción. Presenta ejemplos como el biosensor de glucosa y biosensores para diagnóstico médico.

1. ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
Y ELECTRÓNICA
INSTRUMENTACIÓN BIOMÉDICA
BIOSENSORES
Integrantes:
Gonzales Oscar
Quishpe Stalin
Pozo Rommel
Ing. Patricio Álvarez
Agosto 2012 – Diciembre 2012

2. INDICE
1. INTRODUCCIÓN 1
2. DEFINICIÓN 1
3. FUNCIONAMIENTO DE UN BIOSENSOR 2
4. CARACTERÍSTICAS DE LOS BIOSENSORES 3
5. CLASIFICACIÓN 3
5.1 POR EL TIPO DE INTERACCION 4
5.1.1 Sensores Biocatalíticos 4
5.1.2 Sensores de Bioafinidad 4
5.2 POR EL ELEMENTO DE RECONOCIMIENTO 5
5.2.1 Enzimas 5
5.2.2 Células Completas 5
5.2.3 Orgánulos Subcelulares 5
5.2.4 Tejidos 6
5.2.5 Anticuerpos 6
5.2.6 Lectinas 6
5.2.7 Ácidos Nucleicos 7
5.2.8 Polímeros de Impresión Molécula 7
5.2.9 Aptámeros 7
5.2.10 Ácidos Nucleicos Peptídicos 8
5.3 POR EL SISTEMA DE TRANSDUCCION 8
5.3.1 Transductor Electroquímico 8
5.3.2 Transductor Óptico 9
5.3.3 Transductor Piezoeléctrico 10
5.3.4 Transductor Termométrico 11
5.3.5 Transductor Nanomecánico 11
6. USOS Y APLICACIONES DE LOS BIOSENSORES 12
6.1 Química clínica, medicina y terapéutica 12
6.2 Veterinaria, agricultura y alimentación 13
6.3 Industrias de fermentación, producción farmacéutica 13
6.4 Control de poluciones y medio ambiental 14
7. ALGUNOS BIOSENSORES 14
7.1 Biosensor de glucosa 14

3. 7.2 Biosensores aplicados al diagnóstico de hepatitis B, C y VIH 15
7.3 Biosensor detector de cáncer 16
7.4 Biosensor detector de alcohol en la sangre 16
7.5 Biosensor detector del embarazo 17
8. BIBLIOGRAFÍA 18

4. BIOSENSORES
1. INTRODUCCIÓN
La necesidad de llevar a cabo determinaciones analíticas de manera rápida, selectiva y con
elevada sensibilidad ha dado lugar a la aparición y amplio desarrollo de los denominados
biosensores. Estos dispositivos analíticos que incorporan un elemento biológico como fase
sensorial asociado a un transductor físico-químico, presentan un enorme potencial para la
detección de numerosos analitos tanto en el ámbito del análisis clínico, industria
alimenticia o medioambiental.
La utilización de transductores de tipo electroquímico, óptico, piezoeléctrico o térmico
junto a la inclusión de enzimas, anticuerpos, ácidos nucleicos, receptores celulares e
incluso células enteras ha dado lugar a una amplísima variedad de configuraciones y
alternativas para la resolución de numerosos problemas analíticos y aplicación en diversos
campos como la salud, industria alimentaria, monitorización medioambiental, control de
procesos industriales o seguridad y defensa.
2. DEFINICIÓN
Los biosensores son dispositivos de análisis utilizados para convertir una respuesta
biológica o química en una señal eléctrica.
Antiguamente se consideraba que un biosensor era cualquier sonda analizadora que
introducida en un medio biológico diera una señal cuantificable. Esto incluye a los
electrodos ion selectivo y de pH.
Hoy en día se da otra definición que es "Un biosensor es una herramienta o sistema
analítico compuesto por un material biológico inmovilizado (tal como una enzima,
anticuerpo, célula entera, orgánulo o combinaciones de los mismos), en íntimo contacto
con un sistema transductor adecuado que convierta la señal bioquímica en una señal
eléctrica cuantificable".
Los biosensores difieren esencialmente de las técnicas de medición existentes desde al
menos tres puntos de vista muy útiles y fundamentales:
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5. • En el contacto íntimo del material biológico (tanto si consiste en células enteras,
orgánulos, anticuerpos o enzimas) con un transductor que convierte la señal biológica
en una señal eléctrica cuantificable.
• En su tamaño funcional, generalmente la porción sensora de un biosensor es pequeña y
eso permite pequeños tamaños de muestra, una interferencia mínima con los procesos
existentes después de la implantación.
• Por último, el análisis de medios peligrosos o poco accesibles, sin interrumpir el flujo
del proceso.
3. FUNCIONAMIENTO DE UN BIOSENSOR
La siguiente figura muestra el funcionamiento básico de un biosensor:
El analito es reconocido por el sistema receptor generando una señal primaria. A
continuación el transductor la convierte en una señal secundaria eléctrica, que
posteriormente es amplificada, condicionada y procesada, para ser presentada en forma de
dato.
Esta forma de uso del sensor supone implícitamente que es éste quien va a la muestra y no
al revés. Esto en la práctica tiene una clara ventaja temporal y espacial, ya que posibilita
directa y continuamente el hecho de combinar diferentes fases del proceso analítico en el
mismo dispositivo.
Convencionalmente, las dos funciones básicas para un biosensor son el reconocimiento y
la transducción. Pudiéndose dar de forma consecutiva o simultánea en función de la
naturaleza del sensor y vienen determinadas por la existencia de materiales
específicamente diseñados.
Se debe destacar que el primer material (elemento biológico), responsable de la etapa de
reconocimiento del analito (molécula o microorganismo), es el que determinará las
características de selectividad del dispositivo. Este material podrá aparecer integrado,
acoplado o inmovilizado sobre un soporte adiente.
Como consecuencia de una reacción química o una interacción selectiva con el analito,
permitirá la generación de un señal primaria en cualquier dominio (electroquímico, óptico,
térmico, másico, etc). Algunos de los fenómenos químicos asociados son:
• Cambios de color
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6. • Cambios de potencial eléctrico
• Flujo de electrones
• La producción de calor
• Cambios en la frecuencia de oscilación del cristal
Por lo tanto, la información suministrada por la señal está directamente relacionada con la
presencia de un analito determinado.
Un segundo material se encarga de traducir esta señal primaria generada en la etapa de
reconocimiento en otra más fácilmente tratable (señal secundaria), que normalmente es de
dominio eléctrico. Esta información transmitida tiene un carácter cuantitativo ya que la
magnitud de esta señal se relaciona con la actividad o concentración de la especie
reconocida en la etapa previa.
4. CARACTERÍSTICAS DE LOS BIOSENSORES
Un biosensor eficaz debe poseer las siguientes cualidades:
• Ser altamente fiable y específico para el propósito de la aplicación y que su reacción
sea independiente de factores tales como la agitación, la presión, la temperatura y el
pH.
• Ser selectivo, sensible, estable (permanecer sin cambios) en condiciones normales de
almacenamiento y mostrar a su vez estabilidad luego de un gran número de pruebas.
• La respuesta debe ser rápida (en lo posible en tiempo real), precisa, exacta,
reproducible y lineal en el rango de interés del análisis además de que no poseer ruido
eléctrico.
• Si el biosensor será usado para monitoreo invasivo en situaciones clínicas, la sonda
debe ser pequeña y no provocar trastornos en el organismo, tales como efectos tóxicos
o antigénicos y ser esterilizable, o al menos no ser propenso a acumular impurezas o
proteólisis.
• El biosensor deberá ser portable, de bajo costo y ser utilizado por personal semi-
capacitado, además de debe requerir pocos recursos operativos y de almacenamiento
que faciliten su empleo y no supongan un coste adicional.
• Por último, debe haber un mercado para el biosensor. No tiene sentido desarrollar
estos dispositivos si la tendencia es de mantener los métodos tradicionales en vez de
descentralizar las pruebas en laboratorio.
Como se ha visto existe una amplia variedad de biosensores distintos y no todos poseen
cada una de las características citadas anteriormente. La combinación de varias de ellas
podría situar a muchos de estos dispositivos en una posición ventajosa frente a las técnicas
de análisis convencionales (cromatografía, espectrometría, etc). Además, permiten que
sean aplicables a la monitorización en tiempo real de procesos industriales.
5. CLASIFICACIÓN
Como indica la siguiente tabla estos dispositivos pueden clasificarse en función de: el tipo
de interacción que se establece entre el elemento de reconocimiento y el analito; el método
utilizado para detectar dicha interacción; la naturaleza del elemento de reconocimiento; o
del sistema de transducción.
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7. Existen múltiples elementos de reconocimiento y sistemas de transducción. Teóricamente
estos componentes admiten diversas combinaciones. En la práctica, la elección del material
biológico/biomimético depende de las características del compuesto a analizar. Por
ejemplo, cuando se trata de detectar una sustancia alérgena se utilizan anticuerpos.
La elección del transductor está condicionada por el tipo de elemento de reconocimiento
elegido, ya que éste determina cuál será la variación en las propiedades físico-químicas que
ocurra como consecuencia de la interacción.
5.1 POR EL TIPO DE INTERACCION
5.1.1 Sensores Biocatalíticos
Son los biosensores mejor conocidos y los más aplicados. Se basan en la utilización de
biocatalizadores, que son elementos que favorecen que ocurra una reacción química en la
cual a partir de uno o varios sustratos se forman uno o varios productos conocidos sin
consumo del biocatalizador, que se regenera y puede ser utilizado de nuevo.
Los elementos de reconocimiento de tipo biocatalítico pueden ser: enzimas, células,
completas, orgánulos subcelulares y tejidos. Estos elementos de reconocimiento pueden
acoplarse a distintos tipos de transductores como electroquímicos, ópticos, termométricos y
acústicos.
5.1.2 Sensores de Bioafinidad
Los sensores de bioafinidad se basan en la interacción del analito de interés con el
elemento de reconocimiento, sin que exista transformación catalítica, sino que se produce
una reacción de equilibrio en la que se forma un complejo analito-receptor.
Se pueden utilizar para la detección de material genético de microorganismos, para
detectar la presencia de patógenos o pesticidas o de cualquier tipo de sustancias que
puedan causar una respuesta inmune (y por tanto permitir el desarrollo de anticuerpos).
Existen distintos tipos de receptores de bioafinidad como anticuerpos, lectinas, receptores,
células completas, ácidos nucleicos, PIMs, aptámeros y PNAs.
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8. 5.2 POR EL ELEMENTO DE RECONOCIMIENTO
5.2.1 Enzimas
Las enzimas son proteínas que catalizan reacciones químicas en los seres vivos.
La actividad enzimática está controlada normalmente por el pH, la fuerza iónica, la
temperatura y la presencia de cofactores. La estabilidad de las enzimas es un factor
limitante para el tiempo de vida de un biosensor de tipo enzimático y se utilizan distintas
técnicas para aumentarla, como estabilización química y/o inmovilización.
Las enzimas pueden acoplarse a transductores de los tipos potenciométrico,
amperométrico, optoeléctrico, calorimétrico o piezoeléctrico, y básicamente todas
funcionan por inmovilización de la enzima en el propio transductor.
Existen enzimas que no se pueden utilizar aisladas debido a que no son suficientemente
estables o a que su purificación es difícil o demasiado cara.
5.2.2 Células Completas
Pueden ser células bacterianas, fúngicas, protozoos o células procedentes de organismos
superiores y pueden ser viables o no viables.
En este caso en lugar de purificar las enzimas se utiliza como elemento biológico una
célula completa, que posee en su interior múltiples sistemas multienzimáticos en su medio
natural. Se pueden utilizar células modificadas genéticamente que expresen enzimas
determinadas que no se expresen normalmente o que posean una actividad mayor.
5.2.3 Orgánulos Subcelulares
En ocasiones en lugar de utilizar células completas o sistemas multienzimáticos aislados,
pueden utilizarse orgánulos subcelulares, que contienen determinados sistemas enzimáticos
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9. completos, pero no poseen todos aquellos que presenta una célula completa, como es el
caso de cloroplastos completos, tilacoides o mitocondrias.
5.2.4 Tejidos
Existen determinados tejidos vegetales que debido a su función fisiológica en el organismo
son una fuente de determinadas enzimas o sistemas enzimáticos. Pueden utilizarse distintos
tejidos como hojas, raíces, frutas o semillas, en rodajas o bien en forma de
homogeneizados. Suelen ir asociados a transductores electroquímicos.
5.2.5 Anticuerpos
Un anticuerpo es una proteína que se une de manera selectiva a una molécula
complementaria denominada antígeno, que en este caso corresponde al analito. La mayor
parte de los biosensores de bioafinidad se basan en reacciones de unión de antígenos a
anticuerpos específicos.
5.2.6 Lectinas
Las lectinas son un grupo de proteínas que se unen de manera selectiva y reversible a
distintos sacáridos, como los oligosacáridos que se encuentran en las paredes celulares
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10. bacterianas. Son moléculas de reconocimiento fácilmente disponibles y económicas que
pueden asociarse a distintos transductores como transductores piezoeléctricos o de
resonancia de plasmones superficiales.
5.2.7 Ácidos Nucleicos
Los biosensores para el análisis de ADN se basan en el proceso de hibridación, que es la
unión de una cadena de ADN con su cadena complementaria. Estos biosensores, también
conocidos como “gene chips” se usan para el reconocimiento y cuantificación de ADNs
diana en muestras de interés. Pueden acoplarse sistemas de transducción ópticos,
gravimétricos o electroquímicos.
5.2.8 Polímeros de Impresión Molécula
Los polímeros de impresión molecular o PIMs son matrices sintetizadas artificialmente que
presentan, en teoría, la capacidad de reconocer e interaccionar de forma específica con
determinados compuestos.
5.2.9 Aptámeros
Un aptámero es una secuencia de oligonucleóticos (ADN o ARN) de cadena sencilla
sintetizada artificialmente, capaz de reconocer diversas moléculas diana con una afinidad y
especificidad elevadas. Estas moléculas biomiméticas se asemejan a los anticuerpos. Se
pliegan en el espacio y adquieren una conformación con determinadas regiones a las que
puede unirse el analito.
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11. 5.2.10 Ácidos Nucleicos Peptídicos
Los ácidos nucleicos peptídicos o PNAs (en sus siglas inglesas) son otro tipo de moléculas
sintéticas que mimetizan al ADN-ARN. De hecho, su estructura es muy similar a la de
estos ácidos.
5.3 POR EL SISTEMA DE TRANSDUCCION
El sistema de transducción o transductor es el elemento que convierte las variaciones de las
propiedades físicas o químicas que se producen por la interacción entre el elemento de
reconocimiento y el analito en una señal que puede ser amplificada, almacenada y
registrada. La señal generada por el transductor en algunos casos no puede ser interpretada
directamente y es necesario la utilización de un software para su procesamiento.
5.3.1 Transductor Electroquímico
Los transductores electroquímicos transforman la señal que se produce por la interacción
entre el sistema de reconocimiento y el analito a detectar en una señal eléctrica.
Proporcionan información analítica cuantitativa o semicuantitativa específica. El elemento
de reconocimiento biológico y el elemento de transducción deben estar en contacto.
Se diferencian cuatro tipos de biosensores electroquímicos que son conductimétricos,
potenciométricos, amperométricos e impedimétricos en función de si detectan cambios en
la conductividad, en el potencial, en una corriente generada o en la impedancia.
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12. En general se utilizan junto con elementos de reconocimiento biocatalíticos ya que las
reacciones enzimáticas generan aparición de sustancias electroactivas, cambios en el pH o
en el potencial, etc.
5.3.2 Transductor Óptico
Los transductores ópticos se basan en la medición de las variaciones que se producen en
las propiedades de la luz como consecuencia de la interacción física o química entre el
analito a detectar y el elemento biológico de reconocimiento del biosensor. Las bases
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13. físicas de este tipo de sensores son los cambios que ocurren en absorción, fluorescencia,
luminiscencia, dispersión o índice de refracción, cuando la luz se refleja en las superficies
de reconocimiento. El sistema básico de medida consiste en una fuente de luz, el elemento
sensor (donde se encontrarían las moléculas receptoras) y el detector. Se diferencian
métodos de detección directa, sin necesidad de marcaje y detección indirecta, en la que es
necesario utilizar marcaje.
Este tipo de transductores pueden acoplarse a elementos de reconocimiento biocatalíticos o
de bioafinidad. Los transductores que tienen propiedades ópticas son muy variados en
función de las propiedades, incluyendo sensores de fibra óptica, sensores de resonancia de
plasmones y sensores de onda evanescente.
5.3.3 Transductor Piezoeléctrico
Los sistemas de transducción piezoeléctricos, másicos, gravimétricos o acústicos miden
cambios directos de masa inducidos por la formación del complejo antígeno-anticuerpo.
Los materiales que se utilizan para el diseño de este tipo de biosensores son materiales
piezoeléctricos, que son aquellos que entran en resonancia por la aplicación de un campo
eléctrico alterno externo. Estos cristales se recubren con el elemento de reconocimiento
que suele ser de bioafinidad (anticuerpos, lectinas, etc) y se ponen en contacto con la
muestra que contiene el analito que se desea detectar. La frecuencia de oscilación viene
determinada por la masa del cristal, que varía cuando se produce la interacción entre el
elemento de reconocimiento y el analito y da lugar a una variación en la frecuencia de
oscilación.
Se diferencian dos tipos principales:
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14. • Bulk acoustic wave (BW), también denominados quartz crystal microbalance (QCM)
thickness slear mode. La resonancia ocurre en toda la masa del cristal.
• Surface acustic wave (SAW). Ondas acústicas de superficie. La resonancia ocurre
sólo en la superficie del cristal.
5.3.4 Transductor Termométrico
Los transductores termométricos se basan en la detección del calor generado en las
reacciones enzimáticas exotérmicas, que se puede relacionar con la concentración de
analito. Estos cambios de temperatura normalmente se determinan por medio de
termistores a la entrada y a la salida del dispositivo en el que se encuentran inmovilizadas
las enzimas.
Presentan como inconveniente que pueden existir pérdidas de calor por irradiación,
conducción o convección.
5.3.5 Transductor Nanomecánico
En los transductores nanomecánicos el elemento de reconocimiento biológico se
inmoviliza sobre la superficie de una micropalanca de silicio, que se sumerge en una
muestra líquida. Generalmente se utilizan anticuerpos. La interacción entre el elemento de
reconocimiento y el analito produce un cambio diferencial en la tensión superficial del
líquido y la micropalanca sufre una respuesta de tipo nanomecánico que consiste en un
cambio de la deflexión y/o de la frecuencia de resonancia.
La detección de la respuesta nanomecánica puede hacerse de modo dinámico o de modo
estático.
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15. 6. USOS Y APLICACIONES DE LOS BIOSENSORES
Los biosensores pueden ser utilizados ampliamente en el análisis clínico, terapéutica,
veterinaria, agricultura, monitorización de procesos industriales y control de polución y
medio ambiental. Tienen el atractivo de ser de bajo coste, pequeños, sensibles, y fáciles de
usar.
6.1 Química clínica, medicina y terapéutica
Biosensores de mesa de tipo electroquímico se encuentran, por supuesto, en servicio
rutinario en los laboratorios de bioquímica clínica para determinar glucosa, ácido láctico,
etc.
Otra área de la medicina clínica y terapéutica donde los biosensores entrarán con fuerza es
la monitorización fuera de las horas de visita. Un ejemplo donde se requiere una
monitorización de bolsillo, cómoda para el usuario, es el control de glucosa sanguínea en
los diabéticos. La tasa de glucosa en sangre de un diabético insulino-dependiente tiene que
determinarse dos o tres veces al día y es vital para la salud del paciente que tal control se
realice con precisión. Aparatos de este tipo están siendo desarrollados por varias
compañías.
Tal monitorización mejorará la eficacia de los cuidados al paciente reemplazando los
laboriosos, y a menudo lentos, sistemas de ensayos actuales. Ello llevará a una práctica
clínica más próxima al enfermo, facilitando una rápida toma de decisiones en clínica. Una
gran cantidad de sustancias requieren ser controladas en estas situaciones, tales como
antígenos, anticuerpos, colesterol, compuestos neuroquímicos, etc., la lista sería enorme.
La aparición de biosensores baratos y fáciles de usar revolucionará la práctica del
seguimiento de la terapéutica, permitiendo estudios en mayor profundidad con una base
metabólica, seguramente mejorando los tests presentes, principalmente físicos, por ejemplo
el caso del diagnostico y monitorización del cáncer.
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16. 6.2 Veterinaria, agricultura y alimentación
En este campo hay muchas áreas donde ni siquiera se dispone de sistemas de análisis
convencionales. La introducción de biosensores adecuados repercutirá con éxito en las
siguientes áreas:
a) Cuidado de animales: Control de la fertilidad y de enfermedades infecciosas.
b) Industrias lácticas: Leche (proteínas, grasa, anticuerpos, hormonas, vitaminas)
c) Frutas y verduras: Diagnosis viral y de hongos.
d) Alimentos: Contaminación y toxinas (Salmonella).
e) Fermentaciones: Mejora la producción y control de calidad.
6.3 Industrias de fermentación, producción farmacéutica
Además de la fermentación alcohólica hay un número considerable y cada vez mayor de
sustancias que se están produciendo a escala a partir de cultivos de células eucariotas y
procariotas. La monitorización de estos delicados y caros procesos es esencial para reducir
y mantener bajos costes de producción. Además, pueden diseñarse biosensores específicos
para medir la generación de un producto de fermentación.
El uso de biosensores en los procesos industriales beneficia al fabricante de varias formas:
a) Un biosensor pude hacerse compatible tanto con el análisis en línea como con el
muestreo discretizado.
b) Proporciona la posibilidad de respuesta rápida y, por lo tanto, un control feedback
mejorado.
c) No interfiere el flujo del proceso.
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17. d) Un biosensor tiene una vida útil potencial de días, a veces semanas, lo que permite
dedicar al personal técnico a otras tareas.
e) Facilita el muestreo rápido y el rechazo de materias primas por debajo del estandar
durante la misma entrega.
f) Proporciona un método de monitorización de bajo coste para materias primas y
productos almacenados.
g) Proporciona un acceso a medios remotos
h) Los biosensores pueden hacerse relativamente baratos.
6.4 Control de poluciones y medio ambiental
Debido a que pueden ser miniaturizados y automatizados, los biosensores pueden
desempeñar muchos papeles en estos campos.
Un área donde los biosensores de célula entera pueden llegar a ser importantes es el control
de aguas, para combatir el creciente número de polucionantes encontrados en las aguas
superficiales y, por tanto, en las aguas de bebida. Actualmente aparecen tantos materiales
no deseados en las aguas superficiales que el análisis de una única sustancia es
insuficiente, se requiere un biosensor de amplio espectro. Este tipo de biosensor, para la
determinación de la DBO, ya está en el mercado.
Esta área del desarrollo de biosensores está aumentando progresivamente su interes militar.
Por ejemplo, una compañía ha producido un biosensor enzimático para detectar gas
nervioso. Con las recientes tendencias hacia el desarrollo de arsenales biológico
sofisticados esta área de la investigación en biosensores debe recibir una atención
prioritaria.
7. ALGUNOS BIOSENSORES
7.1 Biosensor de glucosa
El biosensor para la determinación de glucosa en sangre es el más estudiado y
comercializado dentro de la industria biomédica. La diabetes es una enfermedad extendida
a nivel mundial, y el control de los niveles de glucosa en sangre mediante un método
sencillo y rápido es vital. Como se ha dicho anteriormente, se comercializó por primera vez
en 1975. Desde entonces gracias a la introducción de tecnologías de miniaturización y
fabricación en masa su comercialización aumentó de forma considerable. Los primeros
empleaban la enzima glucosa oxidasa y el electrodo de oxígeno de Clark y Lions:
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18. Entre el cátodo central de platino y el ánodo circundante de plata se aplica un potencial de
0.6 voltios. El circuito se cierra con solución saturada de cloruro de potasio (KCL). El
oxígeno molecular disuelto se reduce en el cátodo de platino. Se liberan electrones y se
produce una corriente eléctrica que se puede medir.
A finales de los años ochenta, se comercializaron los primeros electrodos desechables
fabricados con tecnología serigráfica. En los últimos años se ha conseguido un dispositivo
capaza de monitorizar el nivel de glucosa en sangre de manera continua y no invasiva.
Basándose en la misma tecnología desarrollada para este biosensor se han desarrollado
dispositivos para la determinación de otros analitos como lactosa o etanol, pero ninguno de
ellos ha llegado a tener un mercado tan amplio como este.
7.2 Biosensores aplicados al diagnóstico de HEPATITIS B, C Y VIH
Las enfermedades infecciosas como la hepatitis B, hepatitis C o el VIH también son objeto
de nuevos desarrollos en biosensores con el objetivo de lograr sistemas de diagnóstico más
rápidos y eficaces. De entre ellos el más desarrollado es el empleado para la detección de
VIH.
Alrededor de 40 millones de personas en el mundo padecen SIDA. Esta infección se
diagnostica mormalmente mediante el análisis de anticuerpos VIH para los que existen
biosensores disponibles comercialmente. El funcionamiento del biosensor se basa en el uso
de una enzima modificada genéticamente, en combinación con una red de icroelectrodos
que detectan electroquímicamente los productos de esta enzima. En presencia de
anticuerpos anti-VIH, la actividad enzimática se dispara, lo que permite discriminar con
facilidad las muestras infectadas de las que no lo están. Al emplear una metodología
sensible a los anticuerpos que genera el organismo después de la infección, los resultados
de este ensayo deben ser confirmados mediante otras técnicas de aboratorio, ya que la
producción de estos no ocurre inmediatamente después del contagio. Este tipo de análisis
puede emplearse por ejemplo para examinar la sangre de donantes.
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19. Las nuevas tecnologías permiten analizar los anticuerpos presentes en saliva y orina
proporcionando resultados en un tiempo inferior a 30 minutos y ofreciendo gran
sensibilidad y especificidad.
7.3 Biosensor detector de cáncer
Un equipo de científicos estadounidenses desarrolló un biosensor que puede detectar
cantidades pequeñas de toxinas cancerígenas, el nanosensor detectamoléculas generadoras
de cáncer o fármacos terapéuticos importantes dentro de una sola célula. Debido a su
pequeño tamaño puede colocarse en ambientes a los que no se puede acceder con
biosensores más grandes. Está hecho de filamentos delgados de moléculas de carbono,
conocidas como nanotubos de carbono que emiten una luz fluorescente que permite
identificarlos. La señal lumínica cambia cuando los sensores interactúan con el ADN
dentro de las células, lo que puede ayudar a identificar moléculas específicas.
7.4 Biosensor detector de alcohol en la sangre
Estos instrumentos se basan en la oxidación del alcohol etílico por algún agente oxidante.
Generalmente, el agente oxidante una solución que contenga cromo (VI), el cual se reduce
a cromo (III) al reaccionar con el alcohol etílico, que se oxida a ácido acético.
La reacción global es la siguiente:
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20. 2Cr2O7 (dicromato, amarillo) + 3CH3CH2OH (alcohol) +16H+ →3CH3COOH + 4Cr3
(verde) ++11H2O
La cantidad de oxigeno que se elimina no tiene relación con el alcohol que se ha
consumido, es mas, cuando una persona respira absorbe oxigeno, y cuando vacía sus
pulmones elimina dióxido de carbono, que tampoco tiene relacion con el alcohol
consumido.
7.5 Biosensor detector de embarazo
Los tests de embarazo son pruebas urinarias que revelan la presencia en la orina de la
hormona HCG, la cual no existe en la mujer no embarazada. El test consiste en un stick o
varilla que contiene anticuerpos que reaccionan al ponerse en contacto con dicha hormona.
Utilizarlo es tan simple como vertir unas gotas de orina sobre la parta del stick habilitada
para ello. Tras unos minutos, la orina habrá actuado, mostrando el símbolo que indique si
estás o no embarazada. Dependiendo de la marca del test de embarazo, estos símbolos
difieren, aunque los más habituales suelen ser una línea, dos o una pequeña cruz.
8. BIBLIOGRAFÍA
• http://www.andaluciainformacion.es/portada/?a=94328&i=1
• http://www.agenciasinc.es/esl/videos/detalle/871/(offset)/144/(periodo)/todos/
(categoria)/1
• http://www.monografias.com/trabajos7/biul/biul.shtml
• http://atc.ugr.es/~aprieto/TIC_socio_sanitario/A11_4_04_biosensores.pdf
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