Biosensores

INSTITUTO DE ESPAÑA

REAL ACADEMIA NACIONAL DE FARMACIA

BIOSENSORES Y BIOCHIPS:

HERRAMIENTAS PARA EL DIAGNÓSTICO

Y LA TERAPÉUTICA

DISCURSO DEL

EXCMO. SR. DON FIDEL ORTEGA ORTIZ DE APODACA

LEÍDO EN LA SESIÓN DEL DÍA 11 DE MAYO DE 2006

PARA SU INGRESO COMO ACADÉMICO DE NÚMERO

Y CONTESTACIÓN DEL

EXCMO. SR. DON VICENTE VILAS SÁNCHEZ

MADRID 2006

A mi querida madre

ÍNDICE

Pag.

SALUTACIÓN Y AGRADECIMIENTOS......................................................... 1

ELECCIÓN DEL TEMA..................................................................................... 7

BIOSENSORES................................................................................................... 8

Clasificación de los biosensores ....................................................................11

MATERIALES, HERRAMIENTAS Y TÉCNICAS PARA LA

CONSTRUCCIÓN DE BIOSENSORES ..........................................................12

Materiales básicos empleados .......................................................................12

Fibras ópticas ............................................................................................12

Electrodos..................................................................................................14

Nanotubos y nanocables............................................................................15

Técnicas de microfabricación........................................................................16

Marcadores fluorescentes y nanopartículas ...................................................19

Metodologías de señalización basadas en transferencia de energía ..............23

ELEMENTOS BIOLÓGICOS DE RECONOCIMIENTO MOLECULAR......27

Sensores biocatalíticos...................................................................................28

Enzimas .....................................................................................................28

Células, tejidos y orgánulos subcelulares..................................................29

Sensores de bioafinidad.................................................................................30

Anticuerpos ...............................................................................................31

Receptores y canales iónicos.....................................................................32

Lectinas .....................................................................................................33

Células.......................................................................................................33

Ácidos nucleicos .......................................................................................34

Aptámeros .................................................................................................34

Ácidos nucleicos peptídicos (PNAs).........................................................35

Polímeros de impresión molecular............................................................35

Métodos de inmovilización ...........................................................................36

Métodos de inmovilización física .............................................................39

Adsorción..............................................................................................39

Atrapamiento ........................................................................................40

Métodos de inmovilización química .........................................................41

Inmovilización mediante enlace covalente ...........................................41

Inmovilización a través de una capa intermedia. ..................................42

SISTEMAS DE TRANSDUCCIÓN..................................................................44

Transductores electroquímicos......................................................................44

Biosensores amperométricos.....................................................................45

Biosensores potenciométricos...................................................................46

Biosensores conductimétricos e impedimétricos ......................................47

Biosensores de efecto de campo ...............................................................48

Transductores ópticos....................................................................................49

Optrodos....................................................................................................50

Resonancia de plasmones superficiales (SPR)..........................................51

Resonancia de espejos...............................................................................52

Interferómetros..........................................................................................53

Reflexión interna total de fluorescencia....................................................54

Transductores másicos...................................................................................55

Transductores termométricos ........................................................................56

Transductor magnético ..................................................................................57

Transductor nanomecánico............................................................................58

APLICACIONES DE LOS BIOSENSORES....................................................59

Composición y biocompatibilidad.................................................................69

LOS BIOCHIPS.................................................................................................71

Nomenclatura y clasificación ........................................................................73

Métodos de fabricación .................................................................................75

Chips de ADN ...............................................................................................76

Gene chip de Affimetrix............................................................................77

HyChip® de Hyseq Inc. ............................................................................79

Incyte Pharmaceuticals Inc (Synteni)........................................................80

Microarrays de proteínas ...............................................................................82

...