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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
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Salud Espacial
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Sistema Circulatorio
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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.
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Glucosa
Económico.
Renovable.
Biocompatible.
No tóxico.
Oxidación compleja.
Dependiente de muchas variables.
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Materiales Inorgánicos
Cinéticas altas.
Biocompatibles.
Alto costo.
Baja selectividad.
Baja eficiencia.
Envenenamiento superficial.
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Nanopartículas
Alta reactividad.
Gran área superficial.
Reducción del material empleado.
Tecnología poco desarrollada.
Aglomeración y poca estabilidad.
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Materiales Bimétalicos
M. Tominaga et al., J. Electroanal. Chem., 2008, 615, 51–61.
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Propuesta
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Desarrollar un sensor lab-on-a-chip electroquímico para monitorizar glucosa
sanguínea mediante técnicas de micromaquinado que opere en condiciones de
microgravedad.
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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
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Materiales Reactivos a Glucosa
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Materiales Evaluados
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Au Pt
Cu
Au@Pt
Cu@Pt
Pt@Cu
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Síntesis Electroquímica
Depósito de cobre Depósito de platino
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Caracterización
MEB a 15000x Mapeo de elementos
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Evaluación en condiciones
fisiológicas
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Evaluación en PBS
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Voltamperometría en medio neutro (PBS pH 7.4)
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Pendientes
Fluido corporal
simulado
Suero sanguíneo
Sangre completa
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Septiembre 2015-Marzo 2016
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Diseño de un dispositivo simulando
condiciones de microgravedad
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Simulación computacional
Gravedad terrestre Microgravedad
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Micromaquinado
• Impresora 3D
• Equipo de micromaquinado por CNC
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Octubre 2015-Abril 2016
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Sistema embebido sensor-
transductor-emisor
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Sistema Integrado
Adquisición de la señal
Conversor analógico digital
Sistema de envío
Receptor
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Febrero-Agosto 2016
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Pruebas en microgravedad
simulada
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Microgravedad Artificial
• Las pruebas se realizarán en una maquina de movimiento aleatorio (RPM) en las instalaciones del INICTEL-UNI en Lima, Perú.
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Agosto-Diciembre 2016
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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.
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Perspectivas
•Construcción del microdispositivo integrado
•Evaluación en microgravedad artificial.
•Evaluación en fluidos complejos
•Catalizadores
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Agradecimientos
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Fondo Sectorial CONACYT-AEM 248511