dc.contributor.advisor	Ibla Gordillo, José Francisco
dc.contributor.advisor	Bernal Ortiz, Mario Alejandro
dc.contributor.author	Peralta Acuña, Santiago
dc.contributor.author	Sanchez Rubio, Yuri Natalia
dc.date.accessioned	2023-07-06T13:30:23Z
dc.date.available	2023-07-06T13:30:23Z
dc.date.issued	2023
dc.description.abstract	Los biosensores de colesterol LDL (Low Density Lipoprotein), son dispositivos que se utilizan para detectar y medir los niveles de lipoproteína de baja densidad (LDL) en la sangre. El colesterol LDL es comúnmente conocido como "colesterol malo" y su exceso en la sangre se ha relacionado con un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares; los biosensores de colesterol presentan falencias en el diseño de la etapa de biorrecepción transducción, ya que los biorreceptores presentan interacción inespecífica o problemas de impedimento estérico y degradación permanentemente de la superficie de los electrodos. Por lo anterior, el presente proyecto tuvo como propósito la identificación del mejor biorreceptor para hacer el reconocimiento del colesterol LDL, así como las características físicas y químicas de los materiales con las que se debía contar y configuración del electrodo. Para ello, se desarrolló la priorización de requerimientos por medio del despliegue de la función de la calidad con el fin de jerarquizar los requerimientos funcionales que tenían incidencia en el diseño de la etapa de biorrecepción transducción. A continuación, se establecieron las alternativas de biorreceptor las cuales fueron evaluadas por medio del desarrollo de modelamiento molecular. Al desarrollar una matriz de decisión ponderada se encontró que la mejor opción era el péptido GlyCysSerAspGlu esto ya que este mostró una mayor especificidad hacia el colesterol LDL, una alta selectividad y estabilidad al momento de inmovilizar. Así mismo se encontró que el electrodo serigrafiado presenta mejores características en cuanto a área superficial, estabilidad de la señal y sensibilidad que otros. Por otra parte, se estableció que el mejor material, debido a sus características químicas, físicas y biológicas para el electrodo de trabajo, fueron los nanotubos de carbono; de igual manera se escogió que el método de inmovilización que más se adaptaba a los componentes químicos del sistema era N,N’-carbonil diimidazol el cual forma un enlace amida entre los nanotubos de carbono y el péptido. Finalmente se desarrolló una serie de simulaciones electroquímicas con el fin de evaluar la señal producto de la etapa de biorrecepción transducción diseñada. Por lo cual se utilizó el software FEATool Multiphysics y Matlab para resolver las ecuaciones de Butler-Volmer y Ley de Fick. Al momento de evaluar la etapa se establecieron variaciones de concentración en el tiempo, constante de velocidad heterogénea para la transferencia de electrones, concentración máxima y mínima cuantificable, entre otras. Con lo anterior, se encontró que las señales de corriente que se presentan para cada una de las diferentes concentraciones mostraron un pico de corriente máximo con diferencias significativas entre las misma. Lo cual muestra una buena sensibilidad y una notable relación entre la corriente y la identificación del analito. Así mismo, se resalta que el diseño propuesto puede llegar a generar una señal leíble para las concentraciones mínimas y máximas (1,8 µM y 6,5 µM) que un biosensor de colesterol LDL debería de tener. A su vez se estableció que posiblemente la reacción de oxidó reducción que se produce en el biosensor corresponde a una constante de velocidad heterogénea para la transferencia de electrones de 1x10^(-3) cm/s.	spa
dc.description.abstractenglish	LDL (Low Density Lipoprotein) cholesterol biosensors are devices used to detect and measure low-density lipoprotein (LDL) levels in the blood. LDL cholesterol is commonly known as "bad cholesterol" and its excess in the blood has been linked to an increased risk of cardiovascular disease; Cholesterol biosensors present shortcomings in the design of the transduction bioreception stage, since the bioreceptors present non-specific interaction or problems of steric hindrance and permanent degradation of the surface of the electrodes. Therefore, the purpose of this project was to identify the best bioreceptor to recognize LDL cholesterol, as well as the physical and chemical characteristics of the materials that should be available and the configuration of the electrode. For this, the prioritization of requirements was developed through the deployment of the quality function in order to prioritize the functional requirements that had an impact on the design of the transduction bioreception stage. Next, the bioreceptor alternatives were established, which were evaluated through the development of molecular modeling. When developing a weighted decision matrix, it was found that the best option was the peptide GlyCysSerAspGlu, since it showed greater specificity towards LDL cholesterol, high selectivity, and stability at the time of immobilization. Likewise, it was found that the screen-printed electrode presents better characteristics in terms of surface area, signal stability and sensitivity than others. On the other hand, it was established that the best material, due to its chemical, physical and biological characteristics for the working electrode, were carbon nanotubes; Similarly, the immobilization method that best suited the chemical components of the system was chosen to be N,N'-carbonyl diimidazole, which forms a carbonate bond between the carbon nanotubes and the peptide. Finally, a series of electrochemical simulations was developed in order to evaluate the signal product of the transduction bioreception stage designed. Therefore, the FEATool Multiphysics and Matlab software was used to solve the Butler-Volmer equations and Fick's Law. At the time of evaluating the stage, concentration variations were established over time, heterogeneous rate constant for electron transfer, quantifiable maximum and minimum concentration, among others. With which it was found that the current signals that are presented for each of the different concentrations showed a maximum current peak with significant differences between them. This shows a good sensitivity and a notable relationship between the current and the identification of the analyte. Likewise, it is highlighted that the proposed design can generate a readable signal for the minimum and maximum concentrations (1.8 µM and 6.5 µM) that an LDL cholesterol biosensor should have. At the same time, it was established that possibly the oxidation-reduction reaction that occurs in the biosensor corresponds to a heterogeneous rate constant for the transfer of electrons from 1x10^(-3) cm/s.	eng
dc.description.degreelevel	Pregrado	spa
dc.description.degreename	Bioingeniero	spa
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	instname:Universidad El Bosque	spa
dc.identifier.reponame	reponame:Repositorio Institucional Universidad El Bosque	spa
dc.identifier.repourl	https://repositorio.unbosque.edu.co
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/20.500.12495/10884
dc.language.iso	spa
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeniería	spa
dc.publisher.grantor	Universidad El Bosque	spa
dc.publisher.program	Bioingeniería	spa
dc.rights	Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional	*
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	https://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.local	Acceso abierto	spa
dc.rights.uri	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/	*
dc.subject	Biorreceptor	spa
dc.subject	Péptidos	spa
dc.subject	Colesterol LDL	spa
dc.subject	Biosensor	spa
dc.subject	Transducción	spa
dc.subject.ddc	610.28
dc.subject.keywords	Bioreceptor	spa
dc.subject.keywords	Peptides	spa
dc.subject.keywords	LDL Cholesterol	spa
dc.subject.keywords	Biosensor	spa
dc.subject.keywords	Transduction	spa
dc.title	Diseño de la etapa de biorrecepción-transducción de un biosensor para cuantificación de colesterol LDL	spa
dc.title.translated	Design of the bioreception-transduction stage of a biosensor for quantification of LDL cholesterol	spa
dc.type.coar	https://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.coarversion	https://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
dc.type.driver	info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.hasversion	info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado	spa

Diseño de la etapa de biorrecepción-transducción de un biosensor para cuantificación de colesterol LDL

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