Desarrollo y validación de sensores químicos nanoestructurados selectivos para la detección de marcadores de enfermedades respiratorias en el aliento

• Autores: Carlos Sánchez Vicente
• Directores de la Tesis: Jesús Salvador Lozano Rogado (dir. tes.), José Pedro Santos Blanco (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2021
• Idioma: español
• Número de páginas: 344
• Tribunal Calificador de la Tesis: Alvaro del Prado Millán (presid.), Luis Ángel Tejedor Álvarez (secret.), Gemma García Mandayo (voc.), María Luz Rodríguez Méndez (voc.), Isabel Sayago Olmo (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología electrónica
      • Dispositivos semiconductores
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    El trabajo de doctorado está enfocado en el estudio y desarrollo de nanosensores químicos selectivos para la detección en el aliento de compuestos de interés como marcadores de enfermedades respiratorias.

    Para la consecución de este objetivo se adopta un enfoque multidisciplinar con una parte relevante en la preparación de materiales nanoestructurados mediante técnicas como electrohilado o depósito químico en fase vapor. Los materiales así preparados se caracterizarán química, estructural y morfológicamente con las técnicas convencionales de análisis (SEM, TEM, XPS, EDX¿). Los sensores fabricados a partir de ellos se caracterizarán eléctricamente en atmósferas gaseosas que contengan los compuestos objetivo para determinar propiedades tales como sensibilidad, selectividad, tiempo de respuesta y reproducibilidad. Debido a la complejidad de la composición del aliento solo se elegirán unos pocos compuestos representativos para la caracterización de los sensores como monóxido de carbono (CO), óxido nítrico (NO), dióxido de nitrógeno (NO2), acetona o etanol.

    Una vez seleccionados los mejores materiales sensibles y fabricados los nanosensores se procederá a integrar una matriz de ellos en un sistema multisensor que comprenderá asimismo sensores comerciales de temperatura y humedad. Dicho sistema se validará en laboratorio en atmósferas complejas que simulen el aliento. Además de la tesis doctoral este trabajo persigue como objetivo último el desarrollo de un sistema de diagnóstico no invasivo de patologías respiratorias y la obtención de una patente europea sobre el mismo.

  • English

    The doctoral work is focused on the study and development of selective chemical nanosensors for breath detection of compounds of interest as markers of respiratory diseases.

    To achieve this objective, a multi-disciplinary approach is adopted with a relevant part in the preparation of nanostructured materials using techniques such as electro-spinning or chemical vapour deposition. Thus, the materials prepared shall be chemically, structurally, and morphologically characterized by conventional analysis techniques (SEM, TEM, XPS, EDX...). Sensors manufactured from them shall be electrically characterized in gaseous atmospheres containing the target compounds to determine properties such as sensitivity, selectivity, response time and reproducibility. Due to the complexity of the breath composition, only a few representative compounds (carbon monoxide, nitrogen monoxide, acetaldehyde, ethanol) will be chosen for sensor characterization.

    Once the best sensitive materials have been selected and the nanosensors have been manufactured, a matrix of them will be integrated into a multisensor system that will also include commercial temperature and humidity sensors. This system will be validated in the laboratory in complex atmospheres simulating breath. In addition to the doctoral thesis, this work aims to develop a non-invasive diagnostic system for respiratory diseases and obtain a European patent on it.