Treballs premiats

De les tires reactives als glucòmetres. Entendre els biosensors

De les tires reactives als glucòmetres. Entendre els biosensors

Detall

Àmbit temàtic: QUÍMICA
Edició: Premiats 2017

Centre: Institut Reguissol, Santa Maria de Palautordera
Autor/s autora/es: Lluís Colomer Coll
Nivell educatiu: Segon de batxillerat
Tutors/es: Sílvia Sansaloni Tur


Compartiu aquest projecte

Objectius

Vull entendre com funcionen els biosensors en general i què han aportat en l’optimització de les determinacions analítiques. Per aconseguir l’objectiu inicial m’he centrat en el biosensor de glucosa.
Començo amb una revisió històrica dels mètodes de determinació de la glucosa, des de les tires reactives fins als glucòmetres de tercera generació. El fet de seguir aquest procés històric em permet entendre les limitacions de cada mètode i allò que cada nou mètode ha anat aportant. L’objectiu del treball no és una simple descripció teòrica i pràctica, sinó que m’he plantejat un altre objectiu més personal: arribar a entendre cadascun dels passos que tenen lloc en els diferents mètodes usats, per veure si així podia arribar a entendre de debò què són, com funcionen i quins avantatges han aportat els biosensors. Començo el treball amb els coneixements (química, fisca i biologia) que corresponen a un alumne de primer de batxillerat i pretenc fer una incursió real a l’actual món de recerca universitària dels biosensors. I un cop aconseguit l’objectiu personal de comprensió, he volgut veure si era capaç d’explicar-ho amb un text entenedor i amb l’ajuda de suport gràfic.

Metodologia

En una primera recerca bibliogràfica he revisat els mètodes analítics de determinació de glucosa amb la intenció de reproduir-ne algun al laboratori (volumetria, espectrofotometria, electroquímica… ). D’aquesta manera m’he adonat de les dificultats que presenten i de com aquestes es van superant al llarg dels anys.
El biosensor ve a optimitzar la tècnica i les condicions d’aplicació d’aquesta, posant-la a l’abast d’un usuari no expert. Per entendre com funciona ha calgut una important recerca bibliogràfica, unes quantes hores d’estudi i una reproducció experimental al laboratori d’algunes de les fases en què es basa. Finalment hem comprovat de manera experimental com es poden fer servir per a obtenir corbes de glucèmia segons ingesta.
He tingut la sort de poder comptar amb assessorament del Programa Argó (UAB), i he aprofitat el curs I tu? Jo, bioquímica (UB) per dur a terme algunes activitats experimentals. Les altres, en laboratoris d’institut.

Conclusions

El glucòmetre té un llarg procés històric que va començar amb sofisticades tècniques als laboratoris i amb les més populars tires reactives. Aquestes van permetre que un usuari final (sense instrumental ni coneixements tècnics) pogués dur a terme una correcta anàlisi semiquantitativa. Els glucòmetres actuals, basats en biosensors, consten bàsicament d’un receptor (un enzim) que provoca una reacció redox i dóna un senyal elèctric mesurable.
En el treball he intentat entendre significativament, sempre des d’un punt de vista interdisciplinar, cadascuna de les etapes implicades, i com s’han anat optimitzat. La construcció d’un elèctrode amb compòsit i la seva caracterització amb una voltamperometria cíclica n’és un bon exemple.
El biosensor elimina el problema de les interferències i estalvia complicats i costosos mètodes de separació, gràcies a l’especificitat de l’enzim. El mètode electroquímic i l’electrònica digital li donen una gran sensibilitat i eficàcia i permeten un output informàtic que, processat, és a l’abast de qualsevol usuari. Finalment l’hem fet servir per obtenir corbes de glucèmia després de la ingesta.