Carbon nanotube based potentiometric aptasensors for protein detection

Abstract

El diagnóstico rápido de la mayoría de las enfermedades tiene una importancia vital para proporcionar el remedio adecuado y, por lo tanto, el control de problemas de salud. La detección rápida y selectiva de biomoléculas grandes, específicamente proteínas, es uno de los objetivos importantes en este campo. Las técnicas basadas en inmunoensayos son las más comúnmente utilizadas, aunque requieren un marcaje específico. Por lo general, estos métodos también requieren personal altamente capacitado y equipos complejos que se traduce en una metodología relativamente cara y lenta. En la presente tesis aportamos por primera vez un nuevo tipo de aptasensores potenciométricos de estado sólido basados en nanotubos de carbono que pueden detectar analitos grandes, como por ejemplo proteínas, de manera rápida (casi instantánea), selectiva, y sensible sin necesidad de marcaje químico. Los sensores desarrollados responden correctamente a la proteína analito (α-trombina humana) dentro de los niveles fisiológicos en el suero humano.

Rapid diagnosis of most illnesses has a vital importance for providing the appropriate cure and hence controlling public health concerns. Fast and accurate detection of large biomolecules, specifically proteins, is one of the major steps regarding the subject. Over recent years, several detection methodologies have been developed. However, almost all of the developed methods either required very complex techniques to be applied, or a long time to obtain the results. The most commonly used techniques were specific label requiring immunoassays. They generally require highly trained staff and complex equipment which results in an expensive and relatively slow methodology. With the present thesis we report a new type of label-free potentiometric solid state carbon nanotube based aptasensors that can detect large analytes, as case example proteins, in a rapid (almost instantaneous), selective and sensitive way, for the first time. The developed sensors successfully responded to analyte protein (human α-thrombin) within physiological human serum levels.