2. Idea de sensor SENSOR: dispositivo que transforma un parámetro físico o químico de un entorno en una SEÑAL analíticamente útil. ANALIZADOR: dispositivo que transforma un parámetro físico o químico de un entorno en una INFORMACOÓN analíticamente útil.
3. Funciones de un sensor Transductor: magnitud en señal eléctrica Información útil Fiabilidad Sus propiedades deben ser complementarias Sensores de palanca: varios transductores
4. Receptor Grupo de reactivos que se adaptan al analito Reactivos sintéticos: reactivos de Impresión Molecular MIPs (reactivos de polímeros artificiales que se adaptan química y estructuralmente al analito. MIP se fabrica utilizando como molde físico y químico el propio analito para el que se diseña. (Ej. Cristales fotónicos para glucosa) Reactivos naturales
5. Reactivos sintéticos de Cavidad Éteres corona Ciclodesxtrinas (ej. Retención de colesterol) PROBLEMAS: Detección: Óptica Electroquímica
6. Receptor Reactivos naturales: Material genético Biochips Aptámetros, trozos de DNA Ácidos nucleicos peptídicos (PNAs) Proteínas Transporte Reguladoras Enzimas Anticuerpos Fragmentos de anticuerpos Material Biológico Células completas Aptámetros, trozos de DNA Ácidos nucleicos peptídicos (PNAs)
7. Enzimas Sustancias endógenas Selectividad adecuada Requieren un reactivo adicional No tienen buenas propiedades transductoras
8. Anticuerpos Sustancias exógenas Buena selectividad Diiciles de regenerar Malas propiedades transductoras NOTA: el diseño de un sensor va a depender de la complejidad de un sistema.
9. Ejemplos de sensor Alcohol (sin receptor) pH de la piel (Membrana selectiva) Gases de combustión (Hilo de Pt) Glucosa en sangre (enzimático)
10. Cómo elegir un sensor químico 1.- Definir el problema: considerar toda la información necesaria (concentración, componentes…). 2.- Usar componentes comerciales: búsqueda de información comercial (exactitud, repetividad, linealidad…). 3.- Adaptar un sensor existente aplicando los conocimientos básicos. 4.- Diseñar el sensor.
11. SENSORES PARA LÍQUIDOS En fase líquida algunas interacciones se atenúan o desaparecen. Las muestras son químicamente más complejas. Los dispositivos se diseñan para analitos en concreto. No hay muchos dispositivos comerciales. TIPOS: Electroquímicos: potenciométricos y voltamperométricos. Ópticos: colorimétricos, absorción, fluorescencia..
12. Sensores Electroquímicos Potenciométricos Electrodos de membrana Membrana de vidrio, pH Membrana cristalina, cristal de sal de plata Membrana líquida (membrana porosa/disolución intercambiador) : www.horiba.com
13. Sensores Electroquímicos Voltamperométricos Medidas voltamperométricas Se aplica una ddp entre electrodos y se mide su intensidad, que será proporcional a la concentración. Efecto del potencial. Transporte de materia al electrodo. Forma de aplicar el E. Material del electrodo de trabajo (rango de trabajo, grafito, Pt, pasta de C..)
14. Sensotres Electroquímicos Amperométricos Sensores de medida directa Sensores de cloro libre www.hach.com http://analyticaltechnology.com Sensores para H2O2 Sensores para O2
15. Sensores para líquidos Sensores electroquímicos amperométricos Sensores basados en métodos indirectos Sensores para glucosa (Sensores de primera y segunda generación). Sensores espectroquímicos colorimétricos Determinación cuantitativa. Sistemas desechables. Análisis in situ. Sensores espectroquímicos de absorción y fluorescencia Medida directa Analizadores de materia orgánica y nitratos de agua. Analizadores de O2 en sangre. Análisis de clorofila en agua. Sensores Espectroquímicos de Plasmón Superficial Se basan en la medida del índice de refracción (parámetro que cambia con cualquier sustancia). Su lectura es no selectiva y se hace selectiva añadiendo un reactivo que sea selectivo con lo que deseamos medir.
16. SENSORES PARA GASES Aspectos generales: Sensores para propiedades y concentración. Las expresiones de concentración en volúmenes (%, ppm, ppb) Objetivo de análisis: Peligrosidad: combustión y toxicidad. Especies individuales: contaminación-calidad Parámetros: Repetitividad. Medida de referencia Linealidad Especificidad
19. Sensor tipo trampolín (Cantilever), en investigación. Microscopio de Fluorescencia tómica.(http://www.engineering.usu.edu/bie/bio/index.php Electroquímicos Óxidos metálicos semiconductores (SMO), equivalente eléctrico de los sensores térmicos) Trabajan a alta temperatura. Hay un proceso redox.. Basados en medidas de intensidad. Ecuación de Ilkovic Amperométricos de gases: Gas reductor: (se reduce O2) y gas oxidante (se oxida H2O). Hhp://www.biosystems-sa.com Voltamperométricos: Pilas combustibles en los que el analito es uno de los dos componentes de la pila. Magnéticos
