Electrochemical dna microbiosensor based on a three-electrode configuration for the detection of specific dna sequences

Zusammenfassung

En este documento se presenta un microbiosensor electroquímico para la detección de secuencias específicas de ADN. Basándose en la compatibilidad de los métodos electroquímicos con las tecnologías de microfabricación, se ha desarrollado un microdispositivo que integra el sistema de tres electrodos necesario para la llevar a cabo las medidas electroquímicas. El electrodo de trabajo de oro, el contraelectrodo de platino y el electrodo de referencia de plata son películas delgadas fabricadas por sputtering e integradas en el dispositivo. Se han optimizado diferentes parámetros del proceso de fabricación, lo que permite la selección del más apropiado para el desarrollo del biosensor. Una vez desarrollado el dispositivo, el electrodo de trabajo es modificado con la sonda de ADN de cadena sencilla con el fin de formar una superficie de reconocimiento para la detección de una secuencia específica de ADN. La inmovilización de la sonda de captura de ADN es llevada acabo mediante autoensamblaje de monocapas (self-assembled monolayers;SAM), y es hibridada con su secuencia complementaria. La formación de la superficie de reconocimiento y la detección de la hibridación son caracterizadas mediante dos técnicas electroquímicas diferentes: Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (Electrochemical Impedance Spectroscopy;EIS) y Voltametría Cíclica (Cyclic Voltammetry;CV). El par redox ferro/ferricianuro potásico es utilizado como indicador electroquímico. La selectividad y la sensibilidad del biosensor son también estudiados exponiendo la superficie de reconocimiento a una cadena de ADN no complementaria y a diferentes concentraciones de ADN complementario. Además, con el fin de aumentar la selectividad del biosensor se ha utilizado un complejo de pentaamin rutenio (RuL) ([Ru-(NH3)5L]2+, donde L es [3-(2-fenantren-9-ilvinil-piridina]) como indicador electroquímico para detectar la hibridación. Las diferencias obtenidas en la resistencia de transferencia de carga (Rct), en el modulo de la impedancia ([Z]) y en las corrientes de pico anódico/catódico (Ipa, Ipc) del ferro/ferricianuro potásico y del complejo RuL a partir de la hibridación, demuestran que el biosensor desarrollado en este trabajo se podría presentar como una prometedora alternativa para la detección simple, de bajo coste y selectiva de secuencias específicas de ADN en un futuro cercano.