ESCUELA DE DOCTORADO

 
Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá
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ANALYTICAL MICRO AND NANOTECHNOLOGIES FOR ELECTROCHEMICAL (BIO)-SENSING OF BIOMARKERS IN METABOLIC RARE DISEASES: TOWARDS NOVEL DIAGNOSTIC TOOLS
Autor/aGarcia Carmona, Laura
DepartamentoQuímica Orgánica y Química Inorgánica
Director/aEscarpa Miguel, Jesús Alberto
Codirector/aGonzález Martín, María Cristina
Fecha de defensa05/07/2019
CalificaciónSobresaliente Cum Laude
ProgramaQuímica (RD 99/2011)
Mención internacionalSi
ResumenEl hilo conductor de esta tesis doctoral versa sobre el diseño y desarrollo de dispositivos de diagnóstico y seguimiento de enfermedades metabólicas raras basadas en amino ácidos y azúcares. Las enfermedades metabólicas raras son patologías congénitas que ocasionan defectos de funcionamiento en diferentes enzimas de las rutas metabólicas, expresándose finalmente en diferentes manifestaciones clínicas e incluso dando lugar a la muerte del neonato si en los primeros días de vida no se lleva a cabo el diagnóstico de las mismas. Los métodos de diagnóstico y seguimiento utilizados actualmente para controlar el estado de este tipo de enfermedades son caros y sofisticados, necesitando de personal altamente especializado para su uso, no son portátiles y están ubicados en laboratorios de altas prestaciones, requieren de tiempos de análisis largos y consumen una elevada cantidad de muestra. Todos estos inconvenientes ponen de manifiesto la necesidad de desarrollar nuevas aproximaciones analíticas de diagnóstico de enfermedades metabólicas raras con características que den al paciente la posibilidad de un uso sencillo y accesible de manera rápida y fiable y que, a su vez, permita el empleo de poca cantidad de muestra. La transducción electroquímica es una herramienta potencialmente muy adecuada para este fin debido a que presenta características tales como sensibilidad, inherente miniaturización y alta compatibilidad con las micro y nanotecnologías. Adicionalmente, el descubrimiento de nuevos mico y nanomateriales ha proporcionado nuevas oportunidades de (bio)-sensado con un comportamiento analítico muy mejorado debido a sus propiedades inherentes basadas en su alta superficie específica. De este modo, debido al potencial que presenta el uso de las micro y nanotecnologías en el desarrollo de nuevas estrategias de (bio)-sensado electroquímico para la monitorización de moléculas diana en el campo clínico, especialmente focalizado en enfermedades metabólicas raras, en esta Tesis Doctoral se han desarrollado con éxito nuevas herramientas electroquímicas (ultra)-miniaturizadas, basadas en nanomateriales ((bio)-sensores electroquímicos, microchips de electroforesis y motores catalíticos en escala milimétrica) para la detección rápida y fiable de amino ácidos y azúcares como biomarcadores de relevancia clínica en aplicaciones de diagnóstico y seguimiento de enfermedades metabólicas raras, así como para otras aplicaciones relevantes en el campo clínico tales como la monitorización de peróxido de hidrógeno en procesos de muerte celular o la detección de la bacteria Vibrio cholerae. Todos ellos resultan muy adecuados para ser empleados como herramientas de diagnóstico y seguimiento de enfermedades metabólicas raras debido a sus características de portabilidad, fácil uso y bajo cose, empleando volúmenes reducidos de muestra, y especialmente a los buenos resultados obtenidos en la determinación de muestras clínicas de enfermedades metabólicas raras de pacientes previamente diagnosticados por un centro de referencia