Título :	Diseño de un dispositivo electroquímico para la detección de Serotonina y Dopamina
Autor(es):	Yolanda Jesus Martinez Pimentel
Palabras clave:	Dopamina Dopamine NiAl/LDH NiAl/LDH Serotonin|Serotonina
Área:	INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA
Fecha de publicación :	ene-2017
Facultad:	Facultad de Ingeniería
Programa académico:	Maestría en Ciencias (Nanotecnología)
Resumen:	En la actualidad el estudio de neurotransmisores se ha vuelto de gran importancia en el área científica, principalmente médica y farmacológica, debido a que desempeñan un papel importante en el funcionamiento del sistema nervioso central, cardiovascular, renal y hormonal. El estudio de diferentes neurotransmisores, como dopamina (DA), adrenalina (AD), noradrenalina (NE) y/o serotonina (5-HT), radica en poder detectar a tiempo, de acuerdo a sus concentraciones, la aparición de diferentes enfermedades neurodegenerativas como esquizofrenia, epilepsia, trastorno hiperactivo, déficit de atención, depresión, entre otras. En este trabajo se realizó la determinación de diferentes concentraciones de dopamina y serotonina utilizando, como electrolito de apoyo para experimentos voltamperométricos, una solución buffer de fosfatos (PBS) a pH 7.0. La determinación de los neurotransmisores se realizó por un método electroquímico utilizando electrodos modificados en su superficie por materiales nanopartículados de NiAl hidróxidos dobles lamiares (LDH) y de PdNiO, con la finalidad de mejorar propiedades físicas y químicas de la superficie del electrodo de carbón vítreo. Se obtuvieron los perfiles electroquímicos, utilizando una celda convencional de tres electrodos, de cada material por medio de voltamperometría cíclica (CV) y voltamperometría de pulso diferencial (DPV) a diferentes concentraciones de dopamina y serotonina, así como las curvas de calibración para cada neurotransmisor. Una vez realizada la comparación de los materiales electroquímicamente se optó por el material NiAl / LDH ya que presento una mejor sensibilidad en la detección de DA y 5-HT. El material NiAl / LDH fue caracterizado fisicoquímicamente por microscopía electrónica de barrido (SEM), difracción de rayos-X (XRD) y fluorescencia de rayos X (XRF). El desarrollo del dispositivo electroquímico se realizó en base a electrodos serigrafiados de carbono, modificados con el material seleccionado. Se obtuvieron curvas de calibración y con los datos arrojados se realizó la programación de un dispositivo electrónico capaz de detectar concentraciones de serotonina y/o dopamina en una solución buffer fosfatos (PBS) pH 7.0 basados en los niveles encontrados en orina real (0.003mM de DA y 0.001mM de 5-HT), y de esta manera diagnosticar si los niveles son altos, bajos o normales. Los resultados obtenidos de la integración del dispositivo servirán como base para el desarrollo de sensores electroquímicos en condiciones reales altamente sensibles que puedan realizar la detección de de estos neurotransmisores en la orina y realizar diagnósticos oportunos en enfermedades neurodegenerativas. Nowadays the study of neurotransmitters has gained great importance in the scientific area, mainly in medical and pharmacological fields, because they play an important role in the performance of central nervous system, cardiovascular, renal and hormonal. The study of different neurotransmitters, such as dopamine (AD), adrenaline (AD), noradrenaline (NE) and / or serotonin (5-HT), lies in being able to detect on time, according to their concentrations, the appearance of different Neurodegenerative disorders and diseases such as schizophrenia, epilepsy, attention deficit, hyperactivity, depression, among others. In this work the determination of different concentrations of dopamine and serotonin, as a support electrolyte for voltammetric experiments was carried out using a phosphate buffer solution (PBS) at pH 7.0. The determination of the neurotransmitters is performed by electrodes modified on its surface by nanoparticles of NiAl double lamellar hydroxides (LDH) and PdNiO, in order to improve the physical and chemical properties of the surface of the vitreous carbon electrode. Electrochemical profiles were obtained using a conventional three-electrode cell of each material by means of cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV) at different concentrations of dopamine and serotonin, and obtaining calibration curves for each Neurotransmitter. Once the comparison of the materials was done electrochemically the LDH material was chosen because it presented a better sensitivity in the detection of DA and 5-HT. The LDH material was characterized physicochemically by scanning electron microscopy (SEM), Xray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF). The development of the electrochemical device was based on screen-printed carbon electrodes, modified with the selected material. Calibration curves were obtained and with the data set, an electronic device capable of detecting serotonin and / or dopamine concentrations in a pH 7.0 buffered phosphate solution (PBS) was performed based on the levels found in real urine (0.003mM of DA and 0.001mM 5-HT), and in this way to diagnose if the levels are high, low or normal. The integration of the electronic device plus the obtained results from the would serve as a basis for the development of electrochemical sensors for real conditions to perform the detection of these neurotransmitters in the urine and make timely diagnoses in neurodegenerative diseases.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/508
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