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Sensores Electro-Químicos para Medición de

Glucosa en un Ambiente de Microgravedad

F.M. Cuevas-Muñiz, B. López-González, A. U. Chávez-

Ramírez, J. Ledesma-García, L.G. Arriaga Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica

Universidad Autónoma de Querétaro

San Luis Potosí, N.L. 14 de Agosto de 2015

1

Salud Espacial

2

Sistema Circulatorio

3

4

Lab on a Chip

Sistemas de análisis integrados en un dispositivo de pequeñas dimensiones.

Identificación de agentes patógenos.

Cuantificación de diferentes especies químicas.

M. Hervás et al., Trends Anal.Chem., 31 (2012) 109-128.

5

Glucosa

Económico.

Renovable.

Biocompatible.

No tóxico.

Oxidación compleja.

Dependiente de muchas variables.

6

Materiales Inorgánicos

Cinéticas altas.

Biocompatibles.

Alto costo.

Baja selectividad.

Baja eficiencia.

Envenenamiento superficial.

7

Nanopartículas

Alta reactividad.

Gran área superficial.

Reducción del material empleado.

Tecnología poco desarrollada.

Aglomeración y poca estabilidad.

8

Materiales Bimétalicos

M. Tominaga et al., J. Electroanal. Chem., 2008, 615, 51–61.

Propuesta

9

Desarrollar un sensor lab-on-a-chip electroquímico para monitorizar glucosa

sanguínea mediante técnicas de micromaquinado que opere en condiciones de

microgravedad.

Etapas

Materiales reactivos a

glucosa

Evaluación en condiciones fisiológicas

Diseño de un dispositivo simulando

condiciones de microgravedad

Sistema embebido sensor-

transductor-emisor

Pruebas en microgravedad

artificial

10

Materiales Reactivos a Glucosa

11

Materiales Evaluados

12

Au Pt

Cu

Au@Pt

Cu@Pt

Pt@Cu

Síntesis Electroquímica

Depósito de cobre Depósito de platino

13

Caracterización

MEB a 15000x Mapeo de elementos

14

Evaluación en condiciones

fisiológicas

15

Evaluación en PBS

16

Voltamperometría en medio neutro (PBS pH 7.4)

Pendientes

Fluido corporal

simulado

Suero sanguíneo

Sangre completa

17

Septiembre 2015-Marzo 2016

Diseño de un dispositivo simulando

condiciones de microgravedad

18

Simulación computacional

Gravedad terrestre Microgravedad

19

Micromaquinado

• Impresora 3D

• Equipo de micromaquinado por CNC

20

Octubre 2015-Abril 2016

Sistema embebido sensor-

transductor-emisor

21

Sistema Integrado

Adquisición de la señal

Conversor analógico digital

Sistema de envío

Receptor

22

Febrero-Agosto 2016

Pruebas en microgravedad

simulada

23

Microgravedad Artificial

• Las pruebas se realizarán en una maquina de movimiento aleatorio (RPM) en las instalaciones del INICTEL-UNI en Lima, Perú.

24

Agosto-Diciembre 2016

Conclusiones

Materiales

• Se logró electrodepositar Cu y Pt de forma sucesiva por medio de cronoamperometría (cobre) y voltamperometría cíclica (platino) respectivamente.

Glucosa

• Los electrodepósitos sintetizados tienen la capacidad de oxidar glucosa a una concentración relativamente baja (5 mM) y en medio neutro.

Simulación

• La presión del fluido en el microcanal se ve afectada por las variaciones de la fuerza de gravedad, resultando en una distribución homogénea en condiciones de microgravedad con respecto a la gravedad terrestre.

25

Perspectivas

•Construcción del microdispositivo integrado

•Evaluación en microgravedad artificial.

•Evaluación en fluidos complejos

•Catalizadores

26

Agradecimientos

27

Fondo Sectorial CONACYT-AEM 248511