New Organic Electrochemical Sensing Platforms For The Point-Of-Need

Abstract

En els darrers anys, les eines de monitorització i diagnòstic de l'assistència sanitària, com ara el punt de necessitat (PON) i el punt d'atenció (POC) van ser testimonis d'una demanda creixent dels proveïdors sanitaris i de la població en general. L'extensió de la tecnologia wearable i el canvi constant dels paradigmes sanitaris van fer que la societat fos molt receptiva a aquestes eines. D'altra banda, s'espera que els dispositius d'estat sòlid amb polímers conductors orgànics i nanomaterials ofereixin una alternativa atractiva als mètodes electroquímics convencionals com la potenciometria i l'amperometria. Entre aquests dispositius, els dispositius electroquímics orgànics són tecnologies prometedores a causa del seu baix consum d'energia, fabricació fàcil i transducció d'ions a electrons. En poques paraules, l'objectiu d'aquesta tesi doctoral és explorar nous dispositius electroquímics orgànics de pel·lícula gruixuda sobre substrat de paper, mitjançant tintes polimèriques conductores i nanomaterials. Els dispositius es basen en dues tecnologies d'estat sòlid: el transistor electroquímic orgànic (OECT) i el quimiresistor, i utilitzen procediments de fabricació i funcionalització fàcils, que permeten la detecció de biomolècules rellevants.

En los últimos años, las herramientas de monitoreo y diagnóstico de la atención médica, como el punto de necesidad (PON) y el punto de atención (POC), fueron testigos de una creciente demanda por parte de los proveedores de atención médica y de la población en general. La generalización de la tecnología portátil y el cambio en curso en los paradigmas de la atención médica hicieron que la sociedad fuera muy receptiva a tales herramientas. Por otro lado, se espera que los dispositivos de estado sólido con polímeros orgánicos conductores y nanomateriales ofrezcan una alternativa atractiva a los métodos electroquímicos convencionales, como la potenciometría y la amperometría. Entre estos dispositivos, los dispositivos electroquímicos orgánicos son tecnologías prometedoras debido a su bajo consumo de energía, fácil fabricación y transducción de iones a electrones. En definitiva, el objetivo de esta tesis doctoral es explorar nuevos dispositivos electroquímicos orgánicos de película gruesa sobre sustrato de papel, mediante tintas poliméricas conductoras y nanomateriales. Los dispositivos se basan en dos tecnologías de estado sólido: el transistor electroquímico orgánico (OECT) y el quimiresistor, y utilizan procedimientos sencillos de fabricación y funcionalización, lo que permite la detección de biomoléculas relevantes.

In the last few years, healthcare monitoring and diagnostic tools such as point-of-need (PON) and point-of-care (POC) witnessed a blooming demand from healthcare providers as well as the general population. The widespread of wearable technology and the ongoing shift in healthcare paradigms made society very receptive to such tools. On the other hand, solid-state devices featuring organic conducting polymers and nanomaterials are expected to offer an attractive alternative to conventional electrochemical methods such as potentiometry and amperometry. Among these devices, organic electrochemical devices are promising technologies due to their low power consumption, facile fabrication, and ion-to-electron transduction. In a nutshell, the objective of this doctoral thesis is to explore new thick film organic electrochemical devices on paper substrate, by means of conducting polymer inks and nanomaterials. The devices are based on two solid-state technologies: the organic electrochemical transistor (OECT) and the chemiresistor, and utilize facile fabrication and functionalization procedures, which enables the detection of relevant biomolecules.