Tesis doctoral de Ignacio Casuso Paramo
La microscopia de fuerzas atómicas (afm) es una de las técnicas más versátiles para la caracterización de superficies a escala nanométrica. Esta técnica permite la realización de imágenes topográficas de las superficies así como extraer simultáneamente otra información de interés como por ejemplos las propiedades de fricción, de elasticidad, de interacción, unido a las propiedades eléctricas. Además, la posibilidad de realizar todas estas medidas en medio líquidos hace especialmente adecuada esta técnica para la caracterización de muestras biológicas. Estas características hacen del afm una herramienta altamente apropiada para el apoyo al desarrollo de biosensores eléctricos, pues el proceso de miniaturización que está viviendo tecnología de biosensores eléctricos requiere de una herramienta que permita caracterizar eléctricamente las biomoléculas a la nanoescala. el plan de trabajo de la tesis ha contemplado tanto el desarrollo de instrumentación específica, así como de protocolos de manejo del afm, para la caracterización eléctrica de biomoléculas. El trabajo se ha desarrollado en dos frentes, 1. La caracterización de las biomoléculas en corriente continua dc, y 2. La caracterización de las biomoléculas usando corriente alterna ac. Gracias al trabajo realizado en la tesis ha sido posible extender la información eléctrica a la nanoescala hasta hora accesible. En el campo de las medidas dc los protocolos desarrollados han aumentado el rango de potencial eléctrico caracterizable y además permitido el control la distancia entre electrodos durante la realización de las medidas, como consecuencia se ha conseguido acceder a parámetros eléctricos de las biomoléculas que hasta ahora no eran accesibles. En el campo de las medidas ac, este trabajo de tesis representa el primer trabajo de medias ac en biomoléculas a la nanoescala, siendo esto posible gracias al uso de la tecnología de afm. La implementación de la tecnología de afm desarrollada para la caracterización ac de biomoléculas ha permitido añadir un nuevo frente a la caracterización eléctrica de las biomoléculas con afm, un frente que complementa las medidas dc, y que junto a las medidas dc proporciona una caracterización completa dc+ac de las propiedades eléctricas de las biomoléculas. En particular mediante la caracterización ac con el afm se han conseguido dos objetivos fundamentales, 1. La medición de los espesores de capas biológicas depositadas en una anchura de depositado del orden de cientos de nanómetros, circunstancias no accesibles con las técnicas actuales como la interferometría óptica y altamente importantes para el desarrollo de biosensores, y 2. Obtener por primera vez la medida de la constante dieléctrica de la biomoleculasa la nanoescala, y por lo tanto de biomoléculas individuales (las biomoléculas tienen dimensiones de pocos nanómetros), una información fundamental para el diseño de los componentes electrónicos de los biosensores eléctricos.
Datos académicos de la tesis doctoral «Electrical characterization of biological elements by atomic force microscopy«
- Título de la tesis: Electrical characterization of biological elements by atomic force microscopy
- Autor: Ignacio Casuso Paramo
- Universidad: Barcelona
- Fecha de lectura de la tesis: 11/03/2008
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Gabriel Gomila Lluc
- Tribunal
- Presidente del tribunal: josep Samitier marti
- Juan José Sáenz gutiérrez (vocal)
- julio Gomez herrero (vocal)
- marco Sampietro (vocal)