Este documento describe los avances recientes en el desarrollo de biosensores basados en nanotecnología para detectar metales pesados como arsénico, plomo, mercurio y cadmio. Explica cómo se clasifican los biosensores según sus biorreceptores y transductores primarios, y cómo se han diseñado biosensores específicos para cada metal pesado utilizando nanomateriales y técnicas como SERS, aptámeros y electrodos modificados. El objetivo final es desarrollar métodos sensibles y selectivos para

1. “Avances recientes en el
desarrollo de biosensores basados
en nanotecnología para la detección
de arsénico, plomo, mercurio y
cadmio”
Autor:
Salek Maghsoudi A , Hassani S , Mirnia K , Abdollahi M
Estudiante:
Mamani Mamani , Josselyn Leidy
Docente:
Dr. Hebert Hernan Soto Gonzales

2. Avances recientes en el desarrollo de biosensores basados en nanotecnología para la detección de
Arsénico, Plomo, Mercurio y Cadmio
Aplicación de Nanomateriales en el
diseño de biosensores
Clasificación de biosensores en los
principales biorreceptores
Se tiene una dimensión externa en el rango de
1 a 100 nm, su estructura puede tener de 0 a 3
dimensiones en forma acumulativa, de fusión,
tubular, simple e irregular. Una amplia de gama
de nanomateriales metálicos (Oro, Cobre,
nanopartículas de plata, etc.)
Aptamer como nanomateriales biológicos: el
Aptamer son fragmentos de ADN y ARN
monocantenarios y constan de un tamaño de de
30 a 100 nucleótido (son pequeños que otras
moléculas de biorreconocimiento como
anticuerpos y enzimas)
El anticuerpo como nanomateriales biológicos:
Los anticuerpos utilizados para la producción de
inmunosensores son de dos tipos: monoclonales y
policlonales
Enzimas: reconoce un analito específico similar a
una llave que encaja en una cerradura.
Biosensores basados en células enteras como
micro / nanobiosensor : los biosensores basados
en microbios es que no requieren purificación, que
es un proceso costoso y que requiere mucho
tiempo.
Clasificación de biosensores basada en transductores
primarios
Electroquímico: Los elementos principales de los estudios
electroquímicos son los dispositivos de procesamiento de
datos electroquímicos y las celdas electroquímicas, incluido
el electrodo de trabajo, la referencia y el contraelectrodo en
presencia del electrolito o sonda redox.
Biosensor de base óptica: biosensor óptico incluyen una fuente de luz,
elementos de biorreconocimiento inmovilizados, un sistema de
análisis óptico y, lo más importante, un dispositivo de transmisión
óptica como la fibra.
Biosensor de base piezoeléctrica: En los biosensores de base
piezoeléctrica, los biosensores se acoplan a materiales piezoeléctricos
como la cerámica y el cuarzo, que producen una señal medible en
respuesta a los cambios en las oscilaciones inducidas por la masa
unidas a la superficie del cristal piezoeléctrico.
Biosensor de base magnetoelástica : Los sensores magnetoelásticos
se construyen a partir de cintas de película ferromagnética amorfa.
Biosensor basado en transistor de efecto de campo: Estos
biosensores semiconductores constan de tres tipos de electrodos:
fuente, drenaje y puerta.
La estrategia general en el diseño preciso en biosensores
El rendimiento de los biosensores basados en etiquetas se
basa en el concepto básico de que es imposible capturar
todos los analitos en función de sus propiedades físicas y
químicas inherentes, algunos marcadores radiactivos,
enzimas o moléculas fluorescentes se unen al analito diana
para realizar el proceso de detección.
Contaminación ambiental,
mecanismo de toxicidad y peligros
para la salud de los metales
pesados
Arsénico: El arsénico existe en
formas orgánicas e inorgánicas y se
encuentra en la naturaleza en
formas trivalentes y quinvalentes
Plomo: está estrechamente
relacionada con muchas industrias,
incluidas la fundición, la minería, la
refinación en las minas, la
producción de baterías y vidrio, las
industrias del caucho y del plástico y
las industrias que requieren
soldadura con plomo.
Mercurio: Se encuentra en tres
formas: elemental, orgánica e
inorgánica.
Cadmio: el cadmio ha causado una
gran preocupación en la exposición
ocupacional y la contaminación
ambiental.
Diseño de biosensores basado en
un toque de nanotecnología para
el análisis de metales pesados
Arsénico: Se desarrolló un biosensor
óptico basado en la técnica de
dispersión Raman mejorada en
superficie (SERS) para detectar As
(III).
Plomo: los métodos convencionales
como la absorción atómica, la
espectrofotometría y la
cromatografía, se han diseñado
varios sensores y biosensores.
Mercurio: e han diseñado varios
biosensores para determinar los
niveles de mercurio. la ventaja más
importante es la falta de
preparación inicial y digestión de la
muestra.
Cadmio: Fakude y sus
colaboradores diseñaron un
biosensor electroquímico basado
en aptámeros en el que la
superficie del electrodo de carbono
serigrafiado (SPCE) se modificó en
un nuevo enfoque.