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Nuevos dispositivos electroquímicos para la monitorización de biomarcadores de estrés
| Project title | Nuevos dispositivos electroquímicos para la monitorización de biomarcadores de estrés |
|---|---|
| External reference | 2025 DI 00100 |
| Description/abstract | Mientras que las nuevas tecnologías han simplificado múltiples aspectos de nuestra vida cotidiana, desde la conducción hasta la seguridad del hogar, existe un vacío significativo en el monitoreo de nuestra salud interna. Nuestro cuerpo permanece como una "caja negra" que se regula mediante mensajes hormonales indescriptibles, lo que limita nuestra capacidad de actuar de manera preventiva para mantener el bienestar. El sistema actual de cuidado de la salud es fundamentalmente reactivo, actuando solo cuando algo ha dejado de funcionar correctamente. Esta aproximación contrasta con el potencial transformador de la revolución digital, que propone un cambio de paradigma hacia la medicina preventiva, personalizada y predictiva. Si pudiéramos decodificar los mensajes internos de nuestro cuerpo y entender mejor sus ciclos biológicos, podríamos anticiparnos a problemas futuros y mejorar significativamente nuestra calidad de vida. Durante la última década, ha habido una intensa investigación en el desarrollo de sensores electroquímicos "wearables" y desechables. Los investigadores han incorporado celdas electroquímicas en sustratos flexibles para detectar iones y biomoléculas en sudor, fluido intersticial, saliva y lágrimas. Se han desarrollado sensores integrados en parches adhesivos, tatuajes temporales, lentillas de contacto y prendas de vestir, generando publicaciones científicas de alto impacto. Sin embargo, después de una década de progreso, ninguna de estas tecnologías ha logrado llegar exitosamente al mercado.Una característica distintiva de los sensores bioquímicos es la necesidad de manipular líquidos para generar señales analíticas. Mientras que en el laboratorio existe personal especializado para estas tareas, en análisis in situ surgen dos problemas fundamentales: se requiere mínimo involucramiento del usuario y los volúmenes de muestra son extremadamente pequeños (cientos de nanolitros en muestras de sangre capilar, sudor o líquido intersticial).La barrera más significativa para el desarrollo de biosensores de uso doméstico es la dificultad que presenta el manejo adecuado de fluidos a escalas extremadamente bajas. Curiosamente, todos los sistemas desarrollados hasta ahora utilizan versiones miniaturizadas de celdas electroquímicas convencionales con tres electrodos en configuración plana, originalmente concebidas como herramientas de laboratorio donde la muestra se utiliza tanto para generar la señal analítica como para realizar la conexión eléctrica entre electrodos. La inspiración para la solución de EoxSense proviene de la revolución que la tecnología de estado sólido produjo en las celdas electroquímicas para generación y almacenamiento de energía. El cambio de tecnología líquida a sólida permitió generar sistemas más compactos, robustos y eficientes. Esta transición, que no había sido explorada en sensores químicos, inspiró a EoxSense a producir un cambio radical en el diseño y operación de la celda electroquímica. La tecnología de EoxSense se basa en tres factores diferenciales innovadores: Utilización de electrolitos en estado sólido para el desarrollo de sensores químicos, Electrodo de trabajo macroporoso para la introducción sencilla de la muestra, Configuración de celda vertical apilada, donde solo se necesita un electrodo en contacto con la muestra. El carácter innovador de este diseño ha sido reconocido por tres patentes con excelente evaluación, y el sistema presenta ventajas significativas respecto a todo lo desarrollado previamente. Las ventajas del sistema EoxSense son múltiples y significativas: Reducción del área del sensor, Más de 6 veces menor que los sistemas convencionales, lo que reduce significativamente tanto la cantidad de muestra necesaria como la complejidad del sistema de introducción, Sistema de referencia interno: Hace al sensor más robusto y compacto, Versatilidad de medición. El objetivo principal del proyecto es explorar y explotar el potencial de la nueva tecnología desarrollada por EoxSense para crear una nueva generación de biosensores in situ con bajo límite de detección para monitorización del bienestar físico y mental. Los objetivos secundarios incluyen:Diseñar y optimizar una plataforma de amplificación de la señal galvanostática del sensor, evaluando tecnologías comerciales compatibles, minimizando fuentes de ruido y optimizando la relación señal-ruido, Desarrollar una nueva tipología de sensor con cantidad controlable de nanopartículas de platino, evaluando metodologías de deposición y cuantificación de nanopartículas catalíticamente activasEvaluar los factores que controlan la respuesta del sensor a analitos de naturaleza biológica, optimizando metodologías de inmovilización de anticuerpos y mecanismos de detección basados en digital ELISA, Optimizar el sensor y la plataforma de amplificación para la detección específica de cortisol en saliva, adaptando el mecanismo de detección al analito de interés y validando el sistema en muestras reales |
| Financing entity | GENERALITAT DE CATALUNYA |
| Amount granted | 37.800,00 € |
| Call | DI - Doctorats industrials. Any 2025 |
| Start date | 03-12-2025 |
| End date | 02-12-2028 |
| Department/PI | Química Analítica i Química Orgànica/ANDRADE , FRANCISCO JAVIER |
| Field | Regional |
| Status | In progress |
