Examinando por Autor "Barrientos Urdinola, Kaory"
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Publicación Acceso abierto Algoritmo basado en procesamiento de imágenes para la detección de un analito de interés utilizando carbon dots(Universidad EIA, 2022) Morillo Segovia, Gabriella; Betancur Ochoa, Juan Esteban; Barrientos Urdinola, KaoryRESUMEN: Según la Organización Mundial de la Salud (Who, 2017), poco menos de la mitad de la población mundial tiene acceso a diagnósticos médicos. Esto se da en principio por la falta de laboratorios, déficit de personal médico capacitado, y de equipos de diagnóstico adecuados, resultando en un acceso limitado a diagnósticos, servicios deficientes y calidad inadecuada. Por lo anterior, en este trabajo se pretende desarrollar un algoritmo basado en procesamiento de imágenes, para la detección de biomoléculas utilizando biosensores basados en Carbon Dots, para aportar al portafolio de tecnologías disponibles para diagnóstico. Para esto, se llevaron a cabo distintas técnicas de filtrado y segmentación en la imagen, y se validaron los resultados hallando la correlación entre los datos de intensidad obtenidos por medio de medidas de tendencia central como la moda y media. Se determinó que los datos de la moda de intensidad de la imagen con filtrado Gaussiano y sometidas a corrección del contraste muestran un comportamiento proporcional entre la fluorescencia y la concentración del analito de interés. Sin embargo, se halló una gran variabilidad entre los datos de diferentes tandas del sistema, respaldado por un bajo coeficiente de correlación, que indicaría que no es posible desarrollar un modelo representativo del comportamiento del sistema completo de muestras.Publicación Acceso abierto Caracterización de cristales piezoeléctricos biofuncionalizados para la detección de una biomolécula modelo(Universidad EIA, 2015) Barrientos Urdinola, Kaory; Jaramillo Grajales, MarisolLos inmunosensores piezoeléctricos son dispositivos que detectan la unión entre las moléculas de antígeno y anticuerpo por medio de cambios de masa en la superficie del transductor, la cual corresponde con cambios en la frecuencia de resonancia del cristal piezoeléctrico modificando la señal de sensado en una forma medible y cuantificable. Estos dispositivos constan de dos partes fundamentales: la interfase biológica, la cual permite la inmovilización de la biomolécula de interés, fundamental para alcanzar la especificidad del evento biológico a detectar y un sistema de transducción que permite sensar, medir y cuantificar los pequeños cambios de masa ocurridos en la superficie del inmunosensor por la unión específica entre el antígeno y anticuerpo. La selección de la metodología para la funcionalización y la caracterización de la superficie bioactiva constituyen procesos esenciales para garantizar la adecuada construcción de la interfase biológica y por lo tanto contribuir en el desarrollo de un biosensor óptimo que cumpla con los parámetros de especificidad, sensibilidad y reusabilidad requeridas. En la actualidad una de las técnicas de inmovilización más estudiadas y usadas para la funcionalización de sustratos de oro es la técnica de monocapas autoensambladas (SAM), por permitir la modificación de estos sustratos mediante monocapas de moléculas inmovilizadas con buenas características de homogeneidad, densidad y orientación; lo cual permite un buen desempeño del método. Sin embargo, variables como homogeneidad y rugosidad afectan la formación de estas monocapas y deben ser controladas y caracterizadas para cada aplicación específica. En el presente trabajo se describe el protocolo propuesto para la construcción y caracterización de la interfase biológica de un inmunosensor piezoeléctrico para la detección de la proteína albumina sérica bovina (BSA), como modelo inicial para la detección de biomarcadores de interés utilizando este biosensor. Se usó la técnica de monocapas autoensambladas mixtas (MSAM) formadas a partir de 11 mercapto-1-undecanol (MUA) y ácido 16-mercaptohexadecanoico (MHDA), en una proporción 50:1 respectivamente, para modificar la superficie del electrodo de oro de un cristal de cuarzo de 10 MHz. La caracterización de la superficie bioactiva se hizo mediante la técnica de Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) y Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) para conocer la topografía de la superficie y la composición química de la misma, y con esto confirmar las características de homogeneidad, rugosidad y altura de las moléculas de la monocapa obtenida y la presencia de la proteína inmovilizada. Adicionalmente se comparó si existía diferencia entre la metodología de inmovilización propuesta (MSAM) y la tomada de referencia (SAM simples) por medio de ensayos realizados con el biosensor piezoeléctrico (QCM) (March, Manclús, Jiménez, Arnau, & Montoya, 2009). Estos estudios permitieron determinar que, para obtener superficies bioactivas de BSA con las características superficiales y químicas antes mencionadas, la dupla de concentraciones adecuadas de MSAM y proteína es 50 µM y 200 µg/mL, respectivamente; lo que posibilitará la optimización de la técnica de inmovilización en el desarrollo de inmunosensores piezoeléctricos para la detección de biomarcadores, relacionado con un ahorro significativo de reactivos respecto al protocolo de referencia.Publicación Acceso abierto Inmunosensor piezoeléctrico de alta frecuencia (100 MHz) para la detección y cuantificación de una molécula modelo(Universidad EIA, 2017) Buitrago Mejía, Laura; Jaramillo Grajales, Marisol (Directora); Ortiz Monsalve, Camilo; Barrientos Urdinola, KaoryLos inmunosensores piezoeléctricos son dispositivos que detectan la formación de complejos inmunes a través del cambio en la frecuencia de resonancia o fase del cristal piezoeléctrico ocasionado por los cambios de masa en su superficie. La microbalanza de cristal de cuarzo (QCM) que emplean los inmunosensores piezoeléctricos convencionales como transductor tiene una frecuencia fundamental entre 5-20MHz, sin embargo, en la actualidad se han desarrollado QCM de alta frecuencia que proporcionan mayor sensibilidad. En el presente trabajo se describe la metodología para la detección del anticuerpo anti-BSA por medio de un sensor piezoeléctrico, a partir de la inmovilización sobre electrodos de oro de cristales de cuarzo de 100 MHz (considerados de alta frecuencia) de su antígeno albumina sérica de bovino- BSA (molécula modelo). El primer paso fue determinar la concentración de biorreceptor (BSA) a inmovilizar, para lo cual se inmovilizaron tres concentraciones diferentes de BSA (10, 1 y 0.1 mg/ml) en flujo sobre el cristal de 100 MHz y se evaluaron los cambios en la fase del sensor. Para la inmovilización, se utilizaron monocapas autoensambladas mixtas (MSAM), compuestas de 11 mercapto-1undecanol (MUD) y ácido 16-mercaptohexadecanoico (MHDA), en una proporción 50:1 respectivamente, que seguidamente se activaron con EDC y NHS. La concentración que ocasionó el mayor aumento en la fase del sensor de 100 MHz fue 10 mg/ml, motivo por el cual se eligió para ser la concentración del biorreceptor. Con el fin de corroborar la inmovilización de BSA con el método utilizado sobre la superficie del cristal, se inmovilizaron esas mismas concentraciones sobre cristales de 10 MHz y se caracterizaron utilizando espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Una vez determinada la concentración de BSA, se procedió a realizar curvas de calibración del cambio en la concentración de anti-BSA vs el cambio en la fase del sensor inmovilizando el biorreceptor mediante dos métodos, en batch y en flujo, para luego comparar cuál de los dos era el más adecuado. Las concentraciones de anti-BSA utilizadas fueron 30, 10, 1, 0.1, 0.01 µg/ml y 30, 17.3, 10, 5.7, 3.3, 1.9 µg/ml (cada una por duplicado) para las curvas con inmovilización de BSA en batch y en flujo respectivamente. La curva con inmovilización de BSA en batch mostró un límite de detección (LOD) de 0.1 µg/ml y un rango lineal entre 0.01-1 µg/ml, mientras que la curva con inmovilización de BSA en flujo mostró un LOD de 1.9 µg/ml y un rango lineal entre 1.9-5.77 µg/ml. Dada esta gran diferencia, se repitió el punto de 10 µg/ml de anti-BSA con inmovilización de BSA en flujo, esta vez utilizando alcanotioles recién preparados y la señal generada en el sensor fue de 667.5 mV, 8 veces mayor que en el primer ensayo. La caracterización con el FTIR mostró la efectividad del método utilizado al evidenciar la presencia de BSA.Publicación Acceso abierto Nanopartículas de oro como interruptor de fluorescencia para Carbon Dots sintetizados a partir de biochar(Universidad EIA, 2021) Camacho Navas, Maria Camila; Barrientos Urdinola, Kaory; Arango Velásquez, Juan PabloRESUMEN: Los Carbon Dots (CDots) son materiales nanométricos con características como estabilidad fotoquímica y fisicoquímica, facilidad de modificación de su superficie y fluorescencia, que los hace una opción deseable para ser usados en el diseño de biosensores (Farshbaf et al., 2018). Sin embargo, para brindarles la especificidad a estas nanopartículas de presentar cambios en su fluorescencia únicamente por el analito de interés, es necesario ponerlo a interactuar con otro material que tenga propiedades de atenuación de dicha fluorescencia (Zu et al., 2017). Las nanopartículas de oro (AuNPs) han sido utilizadas previamente con éxito como atenuadores de fluorescencia de CDots en el diseño de biosensores (Xu et al., 2018; Yupeng et al., 2014). Sin embargo, debido a que las características de estos 2 nanomateriales varían según su fuente y método de síntesis, no se puede asegurar que, con el uso de CDots y AuNPs diferentes a los reportados, esta interacción funcione (Qin et al., 2019). Por tal motivo, este trabajo se basó en la evaluación de la extinción de fluorescencia producto de la interacción de CDots provenientes de Elaeis guineensis con AuNPs. Para ello, se sintetizaron y caracterizaron AuNPs a partir del método de reducción química, utilizando tomate de árbol como agente reductor y estabilizante de la reacción. Para su producción y posterior uso como moduladores de fluorescencia de CDots, se modificaron variables en el proceso de síntesis como la concentración del extracto y la temperatura. Esto permitió obtener AuNPs con un pico de absorbancia a 533 nm, potencial ζ de -10.61 ± 0.67 mV y diámetro hidrodinámico por volumen máximo entre 100-200 nm dado por evaluación DLS. Estos nanomateriales fueron comparados con los obtenidos a través del método Turkevich tradicional, que utiliza el citrato de sodio como agente reductor y estabilizante. De esto, se concluyó que el método Turkevich permite obtener AuNPs con las mejores características para atenuar la fluorescencia de los CDots, de acuerdo con las AuNPs utilizadas en la actualidad como extintores de fluorescencia. Finalmente, partiendo de la metodología de síntesis de AuNPs seleccionada se evaluó su interacción con CDots conjugados con Anti-BSA, modificando variables de pH de la solución de las AuNPs y relación v/v de la reacción. Así, se obtuvo que para un pH de la solución de AuNPs de 6.67 y una relación v/v de AuNPs:CDots (con la solución de CDots a 500 ppm) hay una extinción de fluorescencia del 27.3 %. Concluyendo así, que las AuNPs si funcionan como extintores de fluorescencia para CDots provenientes de Elaeis guineensis.