Diseño y fabricación de electrodos de grafeno inducidos por áser para su utilización en aplicaciones de biosensado

Abstract

La diabetes afecta a millones de personas, especialmente en países de ingresos medios y bajos. Es una de las principales causas de muerte. Los pacientes deben controlar diariamente sus niveles de glucosa en la sangre para tomar decisiones importantes que les permitan regularlos. Para este propósito, el desarrollo de un sistema de medición sencillo y preciso es importante. Por ello, se propuso un biosensor para la medición de glucosa basado en grafeno inducido por láser. Primero, se llevaron a cabo pruebas de voltametría cíclica de resistencias para validar la placa de evaluación. Luego, se diseñaron y fabricaron los electro-dos de grafeno inducido por láser, caracterizados electroquímicamente por medio de pruebas de voltametría cíclica y amperometría de ferricianuro potásico. Seguidamente, se inmovilizó glucosa oxidasa en su superficie para medir diferentes concentraciones de glucosa por medio de la amperometría. Las pruebas de resistencia dieron como resultados pendientes positivas de voltaje contra corriente. Por otra parte, se logró fabricar los electrodos, los cuales, al ser evaluados electro-químicamente, dieron como resultado una relación directamente proporcional en cuanto a las concentraciones y corrientes obtenidas en puntos específicos. Las mediciones de glucosa también indicaron resultados crecientes de corriente para cada concentración. A partir de ello, se concluyó que la placa mide resultados más precisos cuando la resistencia es mayor a la interna. Asimismo, los electrodos tuvieron mediciones electroquímicas reproducibles, capaces de medir las distintas concentraciones de glucosa, cumpliendo, por lo tanto, con su función de biosensor.

Diabetes a˙ects millions of people, especially in low- and middle-income countries. It is one of the leading causes of death. Patients must monitor their blood glucose levels daily in order to make important decisions that allow them to regulate these levels. For this purpose, the development of a simple and accurate measurement system is important. Therefore, a biosensor for glucose measurement based on laser-induced graphene was proposed. First, cyclic voltammetry tests of resistors were carried out to validate the evaluation board. Then, the laser-induced graphene electrodes were designed and fabricated, and electrochemically characterized using cyclic voltammetry and amperometry with potassium ferricyanide. Next, glucose oxidase was immobilized on their surface to measure different glucose concentrations using amperometry. The resistance tests resulted in positive slopes of voltage versus current. Furthermore, the electrodes were successfully fabricated, and when electrochemically evaluated, showed a directly proportional relationship between the concentrations and the currents obtained at specific points. Glucose measurements also showed increasing current values for each concentration. From this, it was concluded that the board provides more accurate measurements when the resistance is greater than the internal resistance. Likewise, the electrodes exhibited reproducible electrochemical measurements, capable of detecting di˙erent glucose concentrations, thus ful˝lling their function as a biosensor.