Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Thesis:
CARACTERIZACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE ESTRUCTURAS BIOFOTÓNICAS Y TÉCNICAS AVANZADAS DE INTERROGACIÓN PARA DESARROLLO DE BIOSENSORES ÓPTICOS
Year:2016
Research Areas
  • Optics, electromagnetism,
  • Electronic technology and of the communications,
  • Information technology and adata processing
Information
Abstract
El núcleo fundamental de esta tesis doctoral es la modelización teórica de la interacción de la luz con un tipo particular de biosensor óptico. Este biosensor se compone de dos regiones: en la región inferior puede haber capas de materiales con diferentes espesores y propiedades ópticas, apiladas horizontalmente; en la zona superior, sobre la que incide directamente el haz de luz, puede haber estructuras que hacen que las propiedades ópticas cambien tanto en el plano horizontal como en la dirección vertical. Estos biosensores responden ópticamente de forma diferente al ser iluminados dependiendo de que su superficie externa esté, en mayor o menor medida, impregnada con diferentes tipos de material biológico. En esta tesis se define un modelo analítico aproximado que permite simular la respuesta óptica de biosensores con estructuras en su región más externa. Una vez comprobada la validez práctica del modelo mediante comparación con medidas experimentales, éste se utiliza en el diseño de biosensores de rendimiento óptimo y en la definición de nuevas técnicas de interrogación óptica. En particular, el sistema de transducción IROP (Increased Relative Optical Power), basado en el efecto que produce la presencia de material biológico, en la potencia total reflejada por la celda biosensora en determinados intervalos espectrales, ha sido patentado y es objeto de desarrollo por la empresa de base tecnológica BIOD [www.biod.es/], estando ya disponibles en este momento varios dispositivos de diagnóstico basados en esta idea. Los dispositivos basados en este sistema de transducción han demostrado su eficiencia en la detección de proteínas y agentes infecciosos como los rotavirus y el virus del dengue. Finalmente, el modelo teórico desarrollado se utiliza para caracterizar las propiedades ópticas de algunos de los materiales de los que se fabrican los biosensores, así como las de las capas de material biológico formadas en las diferentes fases de un inmunoensayo. Los parámetros ópticos de las capas mencionadas se obtienen mediante el método general de ajuste por mínimos cuadrados a las curvas experimentales obtenidas en los inmunoensayos.
International
No
Type
Doctoral
Mark Rating
Sobresaliente cum laude
Date
01/02/2016
Participants
  • Director: Miguel Holgado Bolaños (UPM)
  • Autor: Alvaro Lavin Hueros (UPM)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Grupo de Óptica Fótonica y Biofotónica (GOFB)
  • Centro o Instituto I+D+i: Centro de tecnología Biomédica CTB
  • Centro o Instituto I+D+i: Centro Laser
  • Departamento: Física Aplicada e Ingeniería de Materiales
S2i 2020 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
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