Nanomateriales híbridos de óxido de grafeno y polímeros hidrosolubles para el diseño de plataformas biosensoras electroquímicas

Abstract

Esta Tesis Doctoral se enmarca dentro del campo de la nanotecnología y, más en concreto, la preparación, optimización y aplicación de nanomateriales funcionalizados avanzados con propiedades novedosas y bien definidas. El objetivo del trabajo es la preparación de nanomateriales híbridos basados en la modificación covalente de grafeno con polímeros solubles en agua proporcionando materiales de una alta densidad de grupos funcionales sin provocar perturbaciones importantes en la estructura conductora del carbono. Asimismo, se pretendía demostrar la aplicabilidad de estos materiales, tras su caracterización mediante diversas técnicas fisicoquímicas, utilizándolos como plataformas para inmovilizar enzimas y ácidos nucleicos en superficies electródicas con objeto de diseñar novedosos biosensores electroquímicos. Cabe destacar que se ha descrito por primera vez la preparación de derivados de óxido de grafeno modificado covalentemente con el polisacárido aniónico carboximetilcelulosa, así como con dendrímeros y dendrones catiónicos de poliamidoamina PAMAM . Además, los últimos se han empleado en el diseño de nanohíbridos de tres componentes incorporando nanopartículas metálicas. El nanohíbrido de carboximetilcelulosa y grafeno se empleó en el diseño de un biosensor enzimático de tirosinasa Tyr para la determinación de catecol y en el diseño de un biosensor desechable de ADN para la detección del gen p53, uno de los marcadores tumorales de mayor relevancia. Por otro lado, el nanohíbrido de grafeno y dendrímero PAMAM se empleó en el desarrollo de biosensor enzimático de tirosinasa Tyr y tras ser decorado con nanopartículas de platino, el nanohíbrido se empleó en el desarrollo de un biosensor enzimático de glucosa oxidasa GOx de tercera generación. Finalmente se comparó la influencia de la inserción grafting química y electroquímica del óxido de grafeno reducido sobre las propiedades estructurales de los nanohíbridos resultantes concluyendo que el grafting electroquímico da lugar a un mayor grado de modificación estructural, lo que permite una respuesta mejor del biosensor enzimático correspondiente.