Résumé analytique : Le développement de biocapteurs simples et fiables pour l'immobilisation d'enzymes est essentiel et représente l'un des domaines émergents de la nanotechnologie.
La détection de biomolécules est d'un intérêt énorme dans les domaines de la santé, de l'environnement et de l'alimentation, en ce sens il y a un intérêt croissant pour l'utilisation de nanomatériaux à cette fin, et plus précisément les nanotubes de carbone (NTC) offrent la possibilité de développer des dispositifs à haute sensibilité, sélective, rapide, fiable et bon marché, qui peut avoir un fort impact dans le pays dans le domaine biomédical. Ainsi, les NTC constituent la nouvelle génération de systèmes de biocapteurs ultrarapides et ultrasensibles [1-3]. Les NTC se caractérisent par leur grande surface, leurs excellentes propriétés électriques, mécaniques et électrochimiques. D'autre part, leur capacité de transfert électronique est responsable du temps de réponse rapide et ce sont des systèmes très stables.
La modification des parois des NTC avec différentes nanoparticules, peut fortement améliorer le comportement de celles-ci pour immobiliser les enzymes. Plusieurs matériaux ont été utilisés pour cette modification, parmi lesquels les nanoparticules de dioxyde de titane, en raison de son fort potentiel photo-oxydant, de sa stabilité chimique élevée et de sa large bande interdite, ce qui lui confère une très large gamme d'applications, parmi lesquelles les biocapteurs et les cellules solaires. et photocatalyse. D'autre part, la zircone nanostructurée a été proposée comme biomarqueur dans la détection du cancer de la bouche [4-7] et également pour l'immobilisation d'enzymes dans des conditions douces [8]. L'hydroxyapatite possède une grande capacité d'adsorption des biomolécules, en plus de son excellente biocompatibilité.
Ainsi, l'association de NTC enrobés de nanoparticules de dioxyde de titane, de dioxyde de zirconium ou d'hydroxyapatite présente l'avantage, outre l'amélioration de la biocompatibilité, de tirer parti des propriétés de ces nanoparticules qui, associées aux NTC, peuvent offrir un effet synergique en tant que biocapteurs.
Compte tenu de ce qui précède, le but des travaux suivants est d'obtenir et de caractériser des systèmes nanostructurés basés sur le revêtement de NTC avec différents matériaux, tels que TiO2, ZrO2, HAp et leurs combinaisons ; en plus d'ajouter des nanoparticules d'argent (Ag) à certaines nanostructures et de les utiliser comme biocapteurs pour l'immobilisation de différentes enzymes, ce sont des dispositifs externes, avec lesquels une réponse électrochimique sera mesurée lorsqu'une enzyme spécifique est adsorbée directement sur la surface de l'électrode formée par un support sur lequel sont posés les nanotubes de carbone modifiés, avec une amélioration du transfert direct d'électrons. La glucose oxydase sera utilisée comme enzyme standard, qui est une oxydoréductase qui catalyse l'oxydation du glucose.
Objectifs Généraux : Obtenir et caractériser des systèmes nanostructurés à base de nanotubes de carbone recouverts de titane, de zircone et d'hydroxyapatite, avec et sans inclusion de particules d'argent, pour diverses applications telles que les biocapteurs pour l'immobilisation d'enzymes.
Objectifs spécifiques:
- Purifier et fonctionnaliser les nanotubes de carbone en utilisant une méthode oxydative.
- Obtenir des matériaux composites nanostructurés en enrobant des nanotubes de carbone avec de l'oxyde de titane et de la zircone, à deux concentrations massiques du nanotube de carbone, deux temps de vieillissement du gel, avec et sans traitement thermique.
- Enrober les matériaux nanostructurés composés de nanotubes de carbone recouverts d'oxyde de titane et de zircone avec de l'hydroxyapatite, en utilisant la méthode de précipitation chimique et par immersion dans une solution SBF.
- Insérer des particules d'argent dans des matériaux nanostructurés à base de nanotubes de carbone recouverts d'oxyde de titane et de zircone, en utilisant la méthode d'imprégnation humide et la méthode polyol.
- Caractériser thermiquement, morphologiquement et structurellement les systèmes nanostructurés obtenus.
- Déterminer l'effet de la concentration du nanotube de carbone, du temps de vieillissement du gel et du traitement thermique sur les propriétés thermiques, morphologiques et structurales des différents composés obtenus.
- Concevoir des biocapteurs enzymatiques et effectuer des tests d'activité enzymatique avec la glucose oxydase comme modèle.
Établissements participants :
PUCE, YACHAY TECH, EPN, ESPOL.
Intervenants :
Directeur de projet Dr Patricio Espinoza.
Co-réalisatrice Gema González.
- Patricio J. Espinoza Montero
- Lénys Fernandez
- gemme gonzalez
- Antoine Diaz
- Andrew Geottffrey
- Mayra Mora
- rafael uribe
- Luis Lascano
- Ana Rivas
Budget alloué : $69652
Etat du projet : Signature des accords.
