Durante las últimas décadas, ha habido una marcada tendencia hacia la miniaturización y la automatización de los procesos analíticos para reducir costes, energía, reactivos y residuos, y para permitir los analisis point-of-care (POC). Una estrategia es el uso de plataformas microfluidicas que integran todos los elementos necesarios para la realización completa de un análisis. Los sistemas analíticos presentados en este trabajo son un buen ejemplo de esta tendencia. Consisten en sistemas miniaturizados que permiten el análisis POC para el ámbito sanitario. _x000D_ Más concretamente, esta tesis se centra en la determinación de biomarcadores para diferentes Errores Innatos del Metabolismo (EIM). El ion amonio, NH4+, ha sido seleccionado como ion de interés debido a su marcado incremento en sangre y sus consecuentes afectaciones neuronales, que son graves y de por vida, en pacientes que presentan Trastornos del Ciclo de la Urea (TCU) no debidamente controlados. Actualmente, el control de los niveles de NH4+ solo se hace en laboratorios de centros de referencia por la necesidad de equipamiento caro y complejo. Sin embargo, estos casos requieren intervención médica inmediata, y el hecho de que solo puedan ser diagnosticados en ciertos hospitales dificulta la accesibilidad a un rápido tratamiento médico. _x000D_ Alternativamente, este trabajo también se centra en otra enfermedad metabólica, la Fenilcetonuria (PKU), en la que también es clave un control frecuente de los niveles de fenilalanina (Phe) en sangre para mantenerlos dentro de los rangos aceptables. Aunque un incremento de los niveles de Phe tiene serias consecuencias sobre el desarrollo neuronal, los pacientes no disponen de ninguna solución analítica para auto-gestionar su propia enfermedad y deben dependen únicamente de controles periódicos en hospitales de referencia. _x000D_ Por lo tanto, existe una imperiosa necesidad de obtener dispositivos analíticos fiables, rápidos y robustos para estos dos analitos, y que deben ser baratos y fáciles de usar para facilitar su instalación y uso en todas las clínicas y hogares que así lo requieran. _x000D_ En este trabajo se describen dos enfoques diferentes para la determinación de estos biomarcadores en sangre. El primero de ellos, que se centra solo en la determinación del NH4+, es el desarrollo de un sistema analítico de alto rendimiento para el análisis continuo de muestras de sangre de volumen reducido en hospitales y clínicas. Está basado en una plataforma microfluídica polimérica que permite reducir el uso de reactivos, muestra y los costes. El segundo enfoque se basa en una plataforma polimérica desechable y auto-calibrable para el análisis de sangre capilar en un ámbito doméstico, que sí está diseñado para la detección de ambos biomarcadores. Ambos dispositivos analíticos se basan en la potenciometria como método de detección y en el uso de electrodos selectivos de iones de estado sólido (SC-ISE) para la detección del NH4+. Por otro lado, la detección de la Phe se consigue de forma indirecta mediante la conversión de este aminoácido en amoniaco al incorporar una enzima dentro de la plataforma analítica.
Miniaturized analytical devices for the detection of biomarkers and monitoring of metabolic hereditary diseases
Rebollo Calderon, B. (Autor/a). 14 dic 2023
Tesis doctoral