Pruebas biológicas con electrodos impresos

La caracterización y el análisis de muestras biológicas pueden realizarse mediante electrodos estampados. La estructura general y la calidad de un electrodo pueden mejorar o influir en los resultados del muestreo. Un diseño de electrodo ideal debe alcanzar una elevada relación señal-ruido (SNR), una baja impedancia del electrodo y mostrar resistencia a entornos biológicos agresivos. La generación y el transporte de corriente dependen del recubrimiento metálico presente en la superficie de un electrodo.

Se ha demostrado que los diseños de electrodos con patrón, como las matrices interdigitadas, los transistores de efecto de campo (FET) y los lab-on-a-chip, generan resultados críticos en aplicaciones de pruebas biológicas. Entre las aplicaciones más comunes se encuentran el análisis electroquímico, la espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), la medición de potenciales de acción y la voltamperometría cíclica (CV). 

Un análisis electroquímico, la electrowetting (EW), se realiza habitualmente con electrodos lab-on-a-chip. La EW representa un método reversible para controlar los fluidos en una superficie mediante la aplicación de un campo eléctrico. La aplicación de un campo eléctrico altera a su vez el ángulo de contacto de un líquido. Este método requiere una superficie hidrófoba con baja energía superficial y que sirva de aislante. Las superficies hidrófobas suelen consistir en fluoropolímeros como el teflón, que tienen una baja absorbancia. Los contactos metálicos de un electrodo sirven para iniciar una carga superficial que se utiliza para inducir la humectación del líquido.  

La espectroscopia de impedancia electroquímica es una herramienta que puede medir la polarización y la resistencia de la solución, así como la capacitancia de doble capa. Como su nombre indica, la EIS mide la impedancia de una interfaz entre el metal y la solución. Las mediciones de impedancia pueden utilizarse para generar diagramas de Bode que determinan cómo se transfieren las frecuencias de la señal de entrada a través de un límite sólido-líquido. Dado que las señales biológicas constan de una amplia gama de frecuencias, es crucial utilizar un método que capte todas estas gamas. Los valores de impedancia relativamente bajos corresponden a relaciones señal-ruido más elevadas. Las características más pequeñas de los electrodos pueden aumentar la amplitud de la señal, lo que contribuye a mejorar la SNR. La proximidad del electrodo a una muestra biológica también influye en la calidad de la señal. Cuanto más cerca esté el electrodo de la muestra, mayor será la calidad de la señal.  

Los potenciales de acción se generan a través de la estimulación celular en la que puede producirse despolarización y repolarización. Para registrar los potenciales de acción se utilizan microelectrodos. Durante la despolarización, el potencial de membrana pasa de negativo a positivo, lo que se conoce como electropositivo. La repolarización se produce cuando las células pierden cargas positivas y se vuelven electronegativas. Tanto la despolarización como la repolarización suelen producir frecuencias más altas. 

La voltamperometría cíclica representa otra prueba que puede utilizarse para controlar las reacciones de transferencia de carga que se producen en la superficie de un electrodo. Los ensayos de CV miden el flujo de corriente y suelen realizarse para comprobar reacciones redox. Este método también puede utilizarse para identificar la formación de monocapas autoensambladas (SAM) en la superficie de un electrodo. Los electrodos de trabajo, contador y referencia representan las herramientas necesarias para producir mediciones de CV. 

Platypus Technologies ofrecerá en breve nuevos diseños de electrodos estampados que permitirán una amplia gama de aplicaciones de pruebas biológicas. Los nuevos diseños incluyen electrodos interdigitados y matrices, FET, lab-on-a-chip y electrodos de cuatro y seis sondas. Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para informarse sobre estos nuevos diseños de electrodos.