Evaluación de la Respuesta Electroquímica de Electrodos Serigrafiados Modificados por Impresión Molecular Para la Detección de Escherichia coli O157:H7 en Matrices Acuosas

Escherichia coli O157:H7 (ECOH) es un patógeno reconocido por causar pérdidas económicas a nivel industrial, además, de causar enfermedades potencialmente mortales. Por tanto, es importante el desarrollo de alternativas rápidas, económicas y sencillas para su detección como los biosensores. En el gr...

Full description

Autores:
Guerrero-Quevedo, Mariana
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad de Santander
Repositorio:
Repositorio Universidad de Santander
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.udes.edu.co:001/9835
Acceso en línea:
https://repositorio.udes.edu.co
https://repositorio.udes.edu.co/handle/001/9835
Palabra clave:
Biosensores
Impresión Molecular
E. coli O157:H7
Acrilamida
PEPTIR 1.0
Biosensors
Molecular Printing
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description Escherichia coli O157:H7 (ECOH) es un patógeno reconocido por causar pérdidas económicas a nivel industrial, además, de causar enfermedades potencialmente mortales. Por tanto, es importante el desarrollo de alternativas rápidas, económicas y sencillas para su detección como los biosensores. En el grupo de Investigación en Ciencias Básicas y Aplicadas para la Sostenibilidad (CIBAS) de la Universidad de Santander, se ha desarrollado un sistema biosensor para ECOH basado en el péptido PEPTIR 1.0 como elemento de reconocimiento. Utilizando como base este modelo, el objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la impresión molecular (IM) utilizando poliacrilamida en el modelo de detección electroquímica de ECOH. Para esto, se utilizaron electrodos serigrafiados (SPEs, por sus siglas en inglés “screen printed electrodes”) de carbono en los que se electrodepositaron nanopartículas de oro (AuNPs) y posteriormente el péptido. El sistema se expuso a 1x107 células / mL de ECOH para luego realizar el molde de poliacrilamida. El dispositivo mostró la capacidad de detectar de manera selectiva ECOH en presencia de otros microorganismos como P. aeruginosa y S. aureus. Razón por la que se proponen estudios posteriores que permitan un mayor desempeño de esta metodología para el mejoramiento del sistema. Cita. Guerrero-Quevedo, M. (2023). Evaluación de la Respuesta Electroquímica de Electrodos Serigrafiados Modificados por Impresión Molecular Para la Detección de Escherichia coli O157:H7 en Matrices Acuosas (Trabajo de grado, Universidad de Santander). Repositorio Digital.
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spelling Valdivieso-Quintero, Wilfredo8a364218-619a-4695-a854-44b943784e23-1Ropero-Vega, José Luise7157eec-65cc-4753-98b0-11f8d272045a-1Guerrero-Quevedo, Marianad92ac124-fd17-472d-aeb6-3cc452fd5d30-1Gómez-Jaimes, Franci Nataliec7931c43-66bb-4161-968f-62d277da389a-1Osorio-Márquez, Jorge Danielac87d3e2-7a32-462a-87fa-ac17272a00c1-1NANOBIOT2023-12-11T19:59:25Z2023-12-11T19:59:25Z2023-11-28Escherichia coli O157:H7 (ECOH) es un patógeno reconocido por causar pérdidas económicas a nivel industrial, además, de causar enfermedades potencialmente mortales. Por tanto, es importante el desarrollo de alternativas rápidas, económicas y sencillas para su detección como los biosensores. En el grupo de Investigación en Ciencias Básicas y Aplicadas para la Sostenibilidad (CIBAS) de la Universidad de Santander, se ha desarrollado un sistema biosensor para ECOH basado en el péptido PEPTIR 1.0 como elemento de reconocimiento. Utilizando como base este modelo, el objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de la impresión molecular (IM) utilizando poliacrilamida en el modelo de detección electroquímica de ECOH. Para esto, se utilizaron electrodos serigrafiados (SPEs, por sus siglas en inglés “screen printed electrodes”) de carbono en los que se electrodepositaron nanopartículas de oro (AuNPs) y posteriormente el péptido. El sistema se expuso a 1x107 células / mL de ECOH para luego realizar el molde de poliacrilamida. El dispositivo mostró la capacidad de detectar de manera selectiva ECOH en presencia de otros microorganismos como P. aeruginosa y S. aureus. Razón por la que se proponen estudios posteriores que permitan un mayor desempeño de esta metodología para el mejoramiento del sistema. Cita. Guerrero-Quevedo, M. (2023). Evaluación de la Respuesta Electroquímica de Electrodos Serigrafiados Modificados por Impresión Molecular Para la Detección de Escherichia coli O157:H7 en Matrices Acuosas (Trabajo de grado, Universidad de Santander). Repositorio Digital.Escherichia coli O157:H7 (ECOH) is a pathogen recognized for causing economic losses at the industrial level, in addition to causing potentially fatal diseases. Therefore, it is important to develop fast, inexpensive and simple alternatives for its detection such as biosensors. At the Research Group in Basic and Applied Sciences for Sustainability (CIBAS) of the University of Santander, a biosensor system has been developed for ECOH based on the PEPTIR 1.0 peptide as a recognition element. Using this model as a basis, the objective of this work was to study the effect of molecular imprinting (MI) using polyacrylamide on the electrochemical detection model of ECOH. For this purpose, screen-printed carbon electrodes were used on which gold nanoparticles and subsequently the peptide were electrodeposited. The system was exposed to 1x107 cells / mL of ECOH to then make the polyacrylamide mold. The device showed the ability to selectively detect ECOH in the presence of other microorganisms such as P. aeruginosa and S. aureus. For this reason, further studies are proposed to improve the performance of this methodology for the improvement of the system. Cite. Guerrero-Quevedo, M. (2023). Evaluación de la Respuesta Electroquímica de Electrodos Serigrafiados Modificados por Impresión Molecular Para la Detección de Escherichia coli O157:H7 en Matrices Acuosas (Trabajo de grado, Universidad de Santander). Repositorio Digital.PregradoMicrobiólogo IndustrialBiotecnología AmbientalTabla de Contenido Introducción 18 Planteamiento Problema 20 Justificación 23 Objetivos 26 Objetivo General 26 Objetivos Específicos 26 Marco Teórico 27 Calidad Microbiológica del Agua 27 Escherichia coli 28 Escherichia coli O157:H7 28 Métodos de Detección Convencionales de EC 30 Técnica de Filtración por Membrana 30 Número más Probable (NMP) 32 Métodos Moleculares 33 Biosensores 33 Biosensores Electroquímicos 36 PEPTIR 38 Técnicas Electroquímicas 39 Espectroscopia de Impedancia Electroquímica (EIE) 39 Voltametría de Onda Cuadrada (VOC) 40 Voltamperometría Cíclica (CV) 40 Impresión Molecular 41 Metodología 44 Manipulación de Microorganismos 44 Modificación de Electrodos Serigrafiados Para la Detección de ECOH 44 Detección de Cambios Electroquímicos 44 Electrodeposición de AuNPs Sobre Electrodos Serigrafiados 45 Inmovilización de PEPTIR 1.0 45 Inmovilización de ECOH Sobre el Electrodo de Trabajo 46 Modificación del Electrodo Serigrafiado por Impresión Molecular 46 Evaluación de la Capacidad de Detección de ECOH Luego de la Impresión Molecular 47 Resultados y Discusión 48 Evaluación del Sistema Para Detección de ECOH 48 Modificación del Electrodo Serigrafiado por Impresión Molecular 51 Evaluación de la Capacidad de Detección de ECOH del Biosensor Electroquímico Modificado por Impresión Molecular – Prueba de Selectividad 56 Conclusiones 60 Recomendaciones 61 Referencias Bibliográficas 62 Apéndices 75Lista de Figuras Figura 1 Estructura General de un Biosensor Electroquímico 35 Figura 2 Clasificación de los Biosensores 37 Figura 3 Esquema General de Electrodos Serigrafiados ItalSens 38 Figura 4 Esquema de las Modificaciones de los Electrodos Serigrafiados ItalSens 45 Figura 5 Respuesta del Sistema Biosensor ES-AuP1 a la Suspensión de ECOH 1x107 Células / mL 49 Figura 6 Evaluación de la Respuesta Electroquímica del Biosensor ES-AuP1-IM a Diferentes Ciclos de Electropolimerización Acrilamida 53 Figura 7 Evaluación de la Respuesta del Biosensor ES-AuP1-IM 54 Figura 8 Evaluación de la Selectividad del Biosensor ES-AuP1-IM Hacia la Detección de 1x107 Células / mL de S. aureus, P. aeruginosa y ECOH 57 Figura 9 Prueba de Selectividad del Biosensor ES-AuP1-IM 59Lista de Apéndices Apéndice A. Condiciones Electroquímicas Aplicadas en las Técnicas de EIE, VOC y VC 75 Apéndice B. Descripción del Microorganismo y su Mantenimiento 76 Apéndice C. Inmovilización de PEPTIR 1.0 y Detección Electroquímica de ECOH 77 Apéndice D. Comportamiento de la Resistencia y Corriente del Biosensor ES-AuP1 Hacia la Detección 1X107 células / mL 79 Apéndice E. Diagramas de Nyquist del Biosensor SPE-AuP1 de la Impresión Molecular De Diferentes Ciclos 80 Apéndice F. Evaluación de la Respuesta del Biosensor ES-AuP1-IM por 4 Ciclos 81 Apéndice G. Datos de RTC y Corriente del Comportamiento del Sistema ES-AuP1-IM en la Prueba de Selectividad 8282 páginasapplication/pdfapplication/mswordUniversidad de SantanderT 33.23 G827eRepositorio Digital Universidad de Santanderhttps://repositorio.udes.edu.cohttps://repositorio.udes.edu.co/handle/001/9835spaUniversidad de SantanderBucaramangaFacultad de Ciencias NaturalesDerechos Reservados - Universidad de Santander, 2023. Al consultar y hacer uso de este recurso, está aceptando las condiciones de uso establecidas por los autores.Microbiología IndustrialAlvarado, C., Santillán, A., Arredondo, R., Ledezma, A., Zapata, M. A., Canseco, D., & Laredo, E. (2023). Trends in the development of biosensors for monitoring arsenic in water.Bhalla, N., Jolly, P., Formisano, N., & Estrela, P. (2016). Introduction to biosensors. Essays in Biochemistry, 60(1), 1–8. https://doi.org/10.1042/EBC20150001Bonetto, M. C. (2013a). Desarrollo de biosensores/bioensayos para la determinación rápida de parámetros indicadores de calidad de agua : Técnicas electroquímicas. . . Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires.Boukadida, M., Jaoued-Grayaa, N., Anene, A., Chevalier, Y., & Hbaieb, S. (2023). Effect of cross-linking agents on the adsorption of histamine on molecularly imprinted polyacrylamide. 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Al consultar y hacer uso de este recurso, está aceptando las condiciones de uso establecidas por los autores.https://repositorio.udes.edu.coRepositorio Universidad de 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