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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/2478| Caracterización del límite de detección de bacteria E. coli en un biosensor de impedancia electroquímica | |
| Ricardo Alan Retana González | |
| Claudia Reyes-Betanzo | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Silicon carbide Biosensor and Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) | |
| La detección de agentes patógenos en alimentos ha surgido como una necesidad para la
prevención de daños a la salud en el ser humano. Actualmente los métodos de detección
más empleados son el Enzimoinmunoanálisis de Adsorción (ELISA) y el de Reacción
en Cadena de la Polimerasa (PCR). Sin embargo, sus altos costos y requerimientos
especiales han provocado la búsqueda de nuevos mecanismos de detección. Los biosensores de impedancia electroquímica han destacado como una excelente opción para
la detección de agentes patógenos al presentar bajos costos de producción, facilidad de
uso y portabilidad. En este trabajo se presenta la caracterización de un biosensor de
impedancia electroquímica basado en a-SiC:H para la detección de bacteria E. coli. El
biosensor fue fabricado en silicio monocristalino (100) con una película aislante de óxido térmico de 200 nm sobre la cual fue depositada mediante Depósito Químico en Fase
Vapor (PECVD) una película de carburo de silicio hidrogenado (a-SiC:H) de 440 nm.
El área de sensado del biosensor consiste de un arreglo de electrodos interdigitados
(IDEs) de titanio (Ti) con una separación y anchura de 20 μm, la cual fue biofuncionalizada mediante el uso de hidróxido de potasio (KOH) y (3-Aminopropil) trimetoxisilano
(3-APTMS) para la posterior inmovilización de anticuerpos específicos de E. coli. El
estudio de la respuesta de impedancia del biosensor se realizó en un rango de 10 Hz a
1 MHz con concentraciones de E. coli de 1 CFU/ml a 108 CFU/ml en buffer de fosfato salino (PBS). El biosensor logró discriminar satisfactoriamente entre la presencia o
ausencia de bacteria en el medio, definiendo así un límite de detección de 1 CFU/ml.
Se espera que con desarrollo a futuro este biosensor basado en a-SiC:H sea un método
confiable y rápido para la detección de agentes patógenos.
The detection of foodborne pathogens has emerged as a necessity for the prevention of health hazards in humans. The most commonly used detection methods are Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) and Polymerase Chain Reaction (PCR) assays. However, their high costs, time-consuming nature, and special requirements have led to the search for new detection mechanisms. Electrochemical impedance biosensors have emerged as a promising option for pathogen detection, as they are low-cost, easy-to-use, and portable devices. In this work, the characterization of an a-SiC:H based electrochemical impedance biosensor for E. coli detection is presented. The biosensor was fabricated on (100) monocrystalline silicon with a 200 nm thermal oxide layer as an insulating film, on which a 440 nm hydrogenated amorphous silicon carbide (a-SiC:H) film was deposited by using Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD). The biosensor active area consists of titanium (Ti) interdigitated electrode arrays (IDEs), with an electrodes separation and width of 20 μm. The active area was functionalized using potassium hydroxide (KOH) and (3-Aminopropyl)trimethoxysilane (3-APTMS) for the subsequent immobilization of specific E. coli antibodies. The impedance response of the biosensor was studied in a range from 10 Hz to 1 MHz with E. coli concentrations ranging from 1 CFU/ml to 108 CFU/ml in phosphate-buffered saline (PBS). The biosensor successfully discriminated between the presence or absence of bacteria in the medium, reaching a detection limit of 1 CFU/ml. It is expected that with future development, this a-SiC:H-based biosensor will be a reliable and rapid method for pathogen detection. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| 2023-08 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Retana González R. A., (2023), Caracterización del límite de detección de bacteria E. coli en un biosensor de impedancia electroquímica, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica. | |
| ELECTRÓNICA | |
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| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Maestría en Electrónica |
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