Desarrollo de inmunosensores electroquimioluminiscentes para la deteccion de moleculas de bajo peso molecular

Abstract

En el presente trabajo de Tesis Doctoral se realizó la síntesis de puntos cuánticos de seleniuro de cadmio (CdSe) en solución acuosa estabilizados con una mezcla formada por acido 3-mercaptopropionico (MPA) y acido n-morfolino etanosulfónico (MES). Se investigó el cambio de los diversos parámetros de la síntesis como también de la relación MPA/MES. Los puntos cuánticos de CdSe se caracterizaron de acuerdo con sus propiedades ópticas, electroquímicas y electroquimioluminiscentes, lo que permitió seleccionar aquellos con mayor rendimiento cuántico de fluorescencia y alta emisión electroquimioluminiscente para ser utilizados, en una segunda instancia, para el desarrollo de sensores e inmunosensores electroquimioluminiscentes. Adicionalmente, se sintetizaron heteroestructuras conjugadas formadas por puntos cuánticos de CdSe (MPA/MES CdSe) y g-C3N4 (MPA/MES CdSe@g-C3N4). Se realizó una caracterización fotofísica y electroquímica de las heteroestructuras conjugadas, en donde se determinó que la EQL de la heteroestructura conjugada responde a un mecanismo de transferencia electrónica, en donde el emisor luminiscente es el QD. La heteroestructura conjugada fue utilizada como sonda electroquimioluminiscente para la detección de peróxido de hidrogeno (H2O2) en matrices complejas, como suero humano liofilizado. El sensor resulto muy sensible, logrando un límite de detección de 1,81×10?3 ?M, además de presentar un bajo efecto debido a interferentes. En una última etapa, se desarrolló un inmunosensor electroquimioluminiscente para la detección de la micotoxina esterigmatocistina (STE). Para alcanzar el objetivo propuesto, se modificaron electrodos de óxido de indio y estaño (ITOs) con g-C3N4, el que se utilizó como plataforma electroquimioluminiscente para la inmovilización de anticuerpos monoclonales anti STE (mAb-STE). La detección de STE se basó en un formato competitivo. El mismo necesitó de la conjugación de STE, por medio de un enlace covalente, con puntos cuánticos de CdSe, mediante el uso de L-lisina como espaciador. Se caracterizó el bioconjugado desarrollado por técnicas espectroscópicas y electroquímicas. La detección de STE en matrices complejas de extracto de granos de maíz se realizó a partir de la técnica EQL on-off, en donde la señal de EQL obedecen a un mecanismo de transferencia electrónica entre el g-C3N4 y los puntos cuánticos de CdSe. El inmunosensor presentó un límite de detección de 9,77×10?7 ng mL?1, 28 equivalente a 6,97?10?6 ?g Kg?1 de STE en maíz, y porcentajes de recuperación entre 86,5% y 99,3%. El rendimiento del inmunosensor desarrollado fue comparado con HPLC UV-vis, obteniendo una excelente correlación entre ambos métodos. En resumen, esta Tesis Doctoral abarca aspectos tanto fisicoquímicos como analíticos, a partir de la síntesis de nanoestructuras y desarrollo de sensores/inmunosensores electroquimioluminiscentes. Se abordaron estudios fisicoquímicos de las nanoestructuras sintetizadas con el fin de comprender su comportamiento fotofísico y electroquímico, y su aplicación al desarrollo de sensores/biosensores, abordando así aspectos de la química analítica moderna.