Nuevas aproximaciones electroanalíticas miniaturizadas para el análisis de glicoproteínas de relevancia clínica

Résumé

El objetivo principal de esta Tesis Doctoral ha sido el desarrollo de nuevas herramientas y estrategias electroquímicas (ultra)-miniaturizadas (sensores serigrafiados y sistemas microfluídicos), combinadas con nanomateriales como transductores electroquímicos, para la determinación de biomarcadores glicoproteicos de gran relevancia en el diagnóstico de enfermedades. En el contexto del diagnóstico clínico actual, existe una tendencia hacia el diseño y desarrollo de dispositivos portátiles que permitan el análisis descentralizado de los laboratorios clínicos, y que puede quedar englobada bajo el término POCT (de sus siglas en inglés Point-of Care Testing). Este término describe aquellas pruebas o ensayos que se realizan en lo que podría denominarse en el punto de necesidad (cerca o por el propio del paciente, incluso de forma remota). Además de los desarrollos propios de la electrónica, el desarrollo y éxito de la tecnología POCT ha dependido y depende en gran medida del diseño y desarrollo de nuevas tecnologías analíticas (ultra)-miniaturizadas. Los dispositivos basados en la transducción electroquímica han resultado ser esenciales en el desarrollo de (bio)-sensores, produciendo plataformas simples, pero precisas y sensibles, para el diagnóstico de enfermedades y ha sido uno de los enfoques más prometedores para el desarrollo de POCTs, debido en general a su instrumentación económica y a su fácil miniaturización. Esta Tesis Doctoral aborda el análisis de dos glicoproteínas: la alfa-1-ácido glicoproteína (AGP) y la transferrina (Tf). La primera se utiliza como biomarcador glicoproteico de procesos inflamatorios, y la segunda como biomarcador de una enfermedad rara denominada trastornos congénitos de la glicosilación (CDG). La detección electroquímica puede ser una buena alternativa para la determinación de glicoproteínas debido a su miniaturización inherente, sus elevadas sensibilidad y selectividad y su bajo coste. Sin embargo, la oxidación directa de las glicoproteínas presenta baja sensibilidad debido a que los carbohidratos presentes en las mismas son electroquímicamente inactivos en condiciones cercanas a las fisiológicas. Para paliar este inconveniente, se ha propuesto el uso de complejos de osmio (VI) con ligandos nitrogenados [Os (VI) L] como sonda electroquímica. El complejo de osmio (VI) reacciona con los grupos diol de los carbohidratos formándose un éster de osmato que produce dos señales electroquímicas en electrodos de carbono. El objetivo de la Tesis Doctoral ha sido el diseño y desarrollo de dos tipos de herramientas analíticas (ultra)- miniaturizadas compatibles con la tecnología POCT, sensores y sistemas microfluídicos electroquímicos, para el análisis de las glicoproteínas seleccionadas, AGP y Tf. En efecto, de forma específica se proponen, de forma evolutiva en lo que a las prestaciones analíticas requeridas por un POCT electroquímico se refiere: i) sensores electroquímicos serigrafiados basados en carbono y en carbono nanoestructurado para el análisis individual de las glicoproteínas, ii) microchip de electroforesis capilar para el análisis simultáneo de ambas y, iii) nuevos dispositivos microfluídicos desechables de flujo pasivo y con capacidad de integración de las etapas analíticas para la determinación individual de las glicoproteínas.