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Biosensores

Microbiologia Industrial
by

ana rubio

on 13 November 2012

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Transcript of Biosensores

ANA GILMA RUBIO
MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL
UNIVERSIDAD DE BOYACÁ BIOSENSORES CONTENIDO QUE SON LOS BIOSENSORES?
HISTORIA
CLASIFICACION DE LOS BIOSENSORES
VENTAJAS
DESVENTAJAS
APLICACIONES
EJEMPLOS DE BIOSENSORES EN LA INDUSTRIA
BIBLIOGRAFIA QUÉ SON LOS BIOSENSORE? “Instrumentos analíticos que transforman procesos biológicos en señales eléctricas u ópticas y permiten su cuantificación” HISTORIA DE LOS BIOSENSORES los primeros biosensores fueron los canarios; en las minas de carbón para detectar gases tóxicos.
padre de estos dispositivos es Leland C. Clark Jr., que en 1956 finalizó sus trabajos con el electrodo de O2(Este biosensor permitía relacionar directamente la concentración de glucosa con la disminución de la concentración de oxígeno)

1962 propuso hacer sensores “más inteligentes” HISTORIA DE LOS BIOSENSORES Actualmente existen multitud de biosensores en los cuales se combinan la amplia diversidad de componentes biológicos (enzimas, ácidos nucléicos, receptores celulares, anticuerpos y células intactas) con los diferentes tipos de transductores (electroquímicos, ópticos, piezoeléctricos, termométrica) MECANISMO DE UN BIOSENSOR CLASIFICACIÓN CONTENIDO EN QUE CONSISTE UN BIOSENSOR? Es un sistema analítico compuesto por un material biológico que está inmovilizado, del tipo enzimas, anticuerpos, orgánulos. Este material biológico está en contacto con un sistema transductor adecuado que convierte la señal bioquímica en una señal eléctrica que se puede cuantificar. BIOSENSORES CON ENZIMAS Son biosensores basados en que las enzimas provocan una reacción
bioquímica del sustrato que contiene la sustancia a detectar. La reacción da lugar a la formación de un complejo intermedio enzima-sustrato, cuya evolución y posterior ruptura libera la enzima y da lugar a los productos finales, que se detectan mediante los elementos sensores. BIOSENSORES CON ENZIMAS BIOSENSORES CON ANTICUERPOS El anticuerpo se inmoviliza en la membrana.
La respuesta de los biosensores basados en anticuerpos y antígenos(inmunosensores) es más específica que la de los basados en enzimas.
Muchas de las reacciones inmunológicas son irreversibles, por lo que sólo se puede realizar una medida. BIOSENSORES ELECTROQUÍMICOS En muchas reacciones químicas se producen o consumen iones o electrones, lo que da lugar a cambios de las propiedades eléctricas de la solución. Según el parámetro eléctrico de medida pueden serpotenciométricos (tensión), amperimétricos (corriente) y conductimétricos (conductividad). Los biosensores electroquímicos más utilizados son los amperimétricos, entre los que destaca el sensor de glucosa Biosensor de detección de glucosa La concentración de glucosa se determina por el O2 consumido o el agua oxigenada (H2O2) formado en la reacción de oxidación de la glucosa, catalizada mediante la enzima Glucosa Oxidasa (GOD)
A mayor cantidad de glucosa, mayor consumo de oxígeno (menor detección) y mayor producción de agua oxigenada.

. BIOSENSORES TÉRMICOS Cuando el analito entra en contacto con la enzima se produce una reacción térmica, que se calibra en relación con la concentración de analito mediante un sensor de temperatura (en general un termistor). El sistema se recubre de una capa aislante para reducir las pérdidas de calor. BIOSENSORES ÓPTICOS Están basados en la interacción de la radiación electromagnética con la materia, lo que da lugar a variaciones de la intensidad, polarización o velocidad de la luz en el medio. BIOSENSORES PIEZOELÉCTRICOS Están formados por un sensor de onda acústica acoplado a un anticuerpo. Cuando el antígeno (el analito) se une a la membrana, su masa cambia y hace que disminuya su frecuencia de resonancia. Se pueden detectar cambios de masa del orden de nanogramos. Ejemplos:

Detectores gaseosos: SO2, CO, HCl, NH3, CO2
Detector de CocainaDetector de Formaldehido
Detector de Pesticidas (Organofosforados) BIOSENSORES PIEZOELÉCTRICOS
Ø Permiten medir un analito sin purificación previa
Ø Altamente específicos (enzimas), o mas o menos
inespecíficos (microbianos)
Ø La información obtenida es mucho mas real que con los métodos analíticos clásicos (biodisponibilidad)
Ø Mediciones rápidas y equipos portátiles han sido diseñados
Ø La lista de posibles compuestos tóxicos en el
ambiente aumenta continuamente Ventajas de los Biosensores Biosensores microbianos Se los puede clasificar en dos tipos:

Específicos, que se activan en presencia de un activador; se han descrito para algunos hidrocarburos.

Inespecíficos, en los que el metabolismo
microbiano cambia por el conjunto de sustancias
que se encuentran en solución. Preguntas que puede responder
un biosensor inespecífico: la cantidad de materia orgánica la normal?
Hay elementos tóxicos en el agua?
Hay cambios en el análisis actual respecto a una
muestra control? APLICACIONES Medicas:
Medición de niveles de glucosa, colesterol, CO2, etc en sangre.

En el control de drogas y alcohol.

Producción de anticuerpos y detección de productos de
ingeniería genética.

Industriales

Medida del tiempo de almacenamiento, deterioro y
contaminación de alimentos. DESVENTAJAS Tienen una vida útil limitada porque el material biológico es delicado y es afectado por proteínas u otras sustancias presentes en la membrana.

La temperatura afecta a la velocidad de reacción y puede afectar también al material biológico (no se deben superar los 50 ºC).

Si el material biológico es una enzima, le afectan mucho las características ambientales químicas (sobre todo el pH).

Además, algunos metales pesados
inhiben su acción, por lo que hay que evitar su presencia en la muestra.

Si se mide dentro del ser humano, el material biológico utilizado debe ser biocompatible. Ejemplos Ejemplos Ejemplos Ejemplos BIBLIOGRAFÍA http://www.madrimasd.org/informacionidi/biblioteca/publicacion/doc/vt/vt1_aplicaciones_de_biosensores_en_la_industria_agroalimentaria.pdf http://blogs.creamoselfuturo.com/bio-tecnologia/2010/07/12/historia-de-los-biosensores/ http://www.marcombo.com/Descargas/9788426715753/SENSORES/TEMAS/SA%20Tema%2011%20Biosensores%202011%20%5BModo%20de%20compatibilidad%5D.pdf
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