Polímeros de impronta molecular micro y nanoestructurados para la fabricación de sensores ópticos

Abstract

Los polímeros de impronta molecular (MIPs) son materiales sintéticos de reconocimiento selectivo que presentan interesantes ventajas frente a las moléculas biológicas, para el desarrollo de sensores químicos, tales como: facilidad de preparación, bajo precio, durabilidad, robustez y propiedades de reconocimiento similares a los receptores naturales. Sin embargo, también presentan ciertas desventajas: limitado reconocimiento en medios acuosos, menores constantes de afinidad que los receptores biológicos, reactividad cruzada frente a compuestos estructuralmente relacionados y tiempos de incubación relativamente largos para alcanzar una señal estable. Los trabajos de investigación incluidos en esta memoria describen diferentes estrategias para la fabricación de micro y nanoestructuras basadas en MIPs, así como la caracterización de los materiales sintetizados y su aplicación como elementos de reconocimiento selectivo en el desarrollo de sensores ópticos. En el primer artículo (Sensors and Actuators B, 2012, 161) se presenta la síntesis y caracterización de una red de difracción basada en MIPs, obtenida a partir de un proceso de microlitografía por contacto, y su empleo como material fotónico en óptica integrada para la determinación del antibiótico enrofloxacino (ENRO). El segundo, tercer y cuarto artículos combinan diferentes estudios relativos a la micro y nanofabricación de materiales poliméricos empleando técnicas litográficas avanzadas, concretamente mediante litografía por haz de electrones (EBL). En el segundo artículo (Material Letters, 2012, 88, 93) se describe la obtención de estructuras luminiscentes basadas en el polímero comercial poli(metacrilato de metilo) (PMMA) usado como resina negativa a elevadas dosis electrónicas. En el tercer artículo (Journal of Material Chemistry C, 2013, 1, 1392) se describe la preparación de un nuevo polímero lineal, autoentrecruzable en ausencia de aditivos químicos, que se comporta como una resina de EBL de tono negativo, no amplificada y de elevada sensibilidad. El segundo y tercer artículos sentaron las bases para la fabricación de MIPs mediante EBL. En el cuarto trabajo (Journal of Material Chemistry C, 2014, 2, 1400) se llevó a cabo la síntesis de una nueva resina para la fabricación de MIPs nanoestructurados selectivos al colorante rodamina 123 empleando esta técnica. El quinto artículo (ACS Applied Materials and Interfaces, 2015, 7, 10966) describe la síntesis de microesferas de MIP monodisperas y de tamaño controlado, mediante un proceso de polimerización por precipitación en un único paso. Este trabajo supuso el preámbulo del sexto artículo (Chemical Science, 2015, 6, 3139) en el que las microesferas optimizadas de MIP se emplearon para el desarrollo de un sensor basado en fibra óptica para el análisis de ENRO en suero sanguíneo. El último trabajo incluido en la memoria de Tesis (Multi branched gold mesoporous silica nanoparticles coated with molecularly imprinted polymer for label free antibiotic SERS analysis, enviado a Chemistry of Materials) describe la síntesis y caracterización de nanopartículas ramificadas de oro, recubiertas de un gel de sílice mesoporoso que permite la ramificación catalítica a partir de la nanoesfera de oro inicial empleada como núcleo, y la posterior síntesis del MIP sobre este material compuesto (Au·SiO2·MIP).