GRUPO DE ELECTRONALISIS UNIVERSIDAD DE OVIEDO (GEUO)
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GRUPO DE ELECTRONALISIS
UNIVERSIDAD DE OVIEDO (GEUO)
Ponente: Noemí de los Santos Álvarez/ María Jesús Lobo Castañón
Reunión Red de Sensores y Biosensores Electroquímicos
ElectroBionet (RED2018-102412-T)
25 de noviembre de 2020
Acciones de dinamización “Redes de Excelencia”
0
1
GEUO (Grupo Electronálisis Universidad de Oviedo)
Red de sensores y biosensores electroquímicos - ElectroBionet
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GEUO (Grupo Electronálisis Universidad de Oviedo)
Química Analítica; Biotecnología
DESCRIPCIÓN
Desarrollo de biosensores electroquímicos basados en ácidos
nucleicos con aplicación en biomedicina.
• Desarrrollo de sensores de ADN basados en la reacción de
hibridación como proceso de reconocimiento selectivo. Aplicación a
la detección de patógenos y diagnóstico molecular.
• Selección y caracterización de aptámeros para el reconocimiento
de proteína séricas identificadas por su potencial como
biomarcadores tumorales.
• Desarrollo y validación de biosensores electroquímicos basados
en aptámeros para la detección de proteínas en suero. Aplicaciones
en diagnóstico.
• Combinación de apta- y genoensayos con métodos de
amplificación isotérmica de ácidos nucleicos con detección
https://www.unioviedo.es/electroanalisis electroquímica. Aplicaciones en diagnóstico clínico, especialmente
mjlc@uniovi.es diagnóstico de cáncer.
Biosensores electroquímicos; Genosensores; Aptasensores
Red de sensores y biosensores electroquímicos - ElectroBionet
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¿Qué sabemos hacer?
Somos expertos en:
Selección de aptámeros
Imitando la evolución natural en un tubo de ensayo
Variabilidad inicial
Identificación de las e interacción con
secuencias ganadoras diana apropiada • Variabilidad
• Selección
SELEX • Reproducción
Copia de los Separación de los
más fuertes más fuertes
Red de sensores y biosensores electroquímicos - ElectroBionet
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¿Qué sabemos hacer?
Selección de aptámeros
Glicoproteínas
Marcadores tumorales Péptidos inmunotóxicos
del gluten
Dirigiendo la selección • En disolución acuosa
hacia un epítopo S. Amaya-González, N. de-los-Santos-
Álvarez, A.J. Miranda-Ordieres, M.J. Lobo
A. Díaz-Fernández et al. Anal. Chem. 2014, 86, 2733-2739
Biosens. Bioelectron. 2019, • En DES
128, 83. R.Svigelj, N. Dossi, R. Toniolo, R. Miranda-
A. Díaz-Fernández et al. Castro, N. de-los-Santos-Álvarez, M.J. Lobo
Chem. Sci. 2020, 11, 9402. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 12850.
Virus-Like Particles
Antibióticos (VLPs)
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¿Qué sabemos hacer?
Somos expertos en:
Selección de aptámeros
Diseño de geno- y apta-sensores
Sensor Construction
1. Streptavidin ( ) 3. 33-mer-biotin ( )
2. BSA ( ) 4. biotin ( )
Carbon electrode
Competitive Format
1. Competitive step
S
P
2. Enzyme
Biotin-aptamer
conjugate ( ) e-
Gliadin 3. Enzyme sustrate (S)
(analyte)
L. López- López, R. Miranda-Castro, N. de-los-Santos-Álvarez, A.J. Miranda-
Ordieres, M.J. Lobo-Castañón Sens. Actuators B 2017, 241, 522-527
Red de sensores y biosensores electroquímicos - ElectroBionet
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¿Qué sabemos hacer?
Somos expertos en:
Selección de aptámeros
Diseño de geno- y apta-sensores
H202 H20
TMBred TMBox Sandwich Format Direct Format
Gold evaporated electrodes
Response range: 4000
0.66 -62 ng/mL 3500
3000
LOD: 0.66 ng/mL
2500
bare gold
-Z'' (W)
2000
AuNPs
Screen-printed 1500
SAM
aptamer
electrodes Anti- fluorescein PSA
1000
Fab-POD
500
Biotin- Capture aptamer Streptavidin 0
(recognize rPSA and h PSA) A. Díaz-Fernández et al.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Z' (W)
Fluorescein- Signaling aptamer hPSA Biosens. Bioelectron. 2020 (en revisión)
(recognize glycans)
A. Díaz-Fernández et al. Red de sensores y biosensores electroquímicos - ElectroBionet
Biosens. Bioelectron. 2019, 128, 83.
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GEUO (Grupo Electronálisis Universidad de Oviedo)
¿Qué sabemos hacer?
Somos expertos en:
Selección de aptámeros
Diseño de geno- y apta-sensores
lncRNA (PCA3, cáncer de próstata) Genomic DNA (Salmonella, M. tuberculosis)
AuxP TMBred
6FAM-SP
TPCA3 TMBox
e-
Sensing layer onto
magnetic beads
Personal glucose
meter (PGM) antiF-ALP antiFITC-POD
R. Miranda Castro et al.
Glucose-1- 6-FAM-FP2 Biosensors and Bioelectronics,
phosphate 2017, 92, 162-170 .
HS-T15-RP
Glucose
C. Abardía-Serrano et al. Red de sensores y biosensores electroquímicos - ElectroBionet
Sensors 2020, 20, 5514.
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¿Qué sabemos hacer?
Somos expertos en: Selección de aptámeros
Diseño de geno- y apta-sensores
Amplificación isotérmica de ácidos nucleicos
HDA: Helicase Dependent Amplification RPA: Recombinase Polymerase Amplification
4
(A) (B) 3
5
1×
15 6-FAM-FP2
×
HS-T15-RP
solid phase
Target DNA
ITO (65 ºC) ITO (65 ºC) recombinase SSB protein
2 polymerase 6
Salmonella genome RP HS-T10-RP3 6-FAM FP2 .
polymerase helicase SSB protein 86bp
6-FAM-amplicon 1
S. Barreda-García, R. Miranda-Castro, N. de-los-Santos-Álvarez, A.J. Miranda-Ordieres, R. Sánchez-Salcedo, R. Miranda-Castro, N. de-los-Santos-Álvarez, M.J.
M.J. Lobo-Castañón. Chem. Commun. 2017, 53, 9721–9724, Lobo-Castañón. ChemElectroChem 2019, 6, 793–800
Red de sensores y biosensores electroquímicos - ElectroBionet
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GEUO (Grupo Electronálisis Universidad de Oviedo)
¿Qué sabemos hacer?
Somos expertos en:
Selección de aptámeros
Diseño de geno- y apta-sensores
Amplificación isotérmica de ácidos nucleicos
Rolling Circle Amplification (RCA)
Phi29 polymerase
+ +
T4 Ligase dNTPs
Modified Padlock Aptamer
aptamer Elongation
TMB
Reporter
probe
TMB ox
e-
TMB + H 2O 2
R. Lorenzo-Gómez et al.
Measuring Antifluorescein
Talanta 2019, 197, 406-412
Enzyme Activity Fab- POD
Magnetic beads LCN2-2Rt LCN2-2RCA Padlock 6-FAM antiFITC-POD
with NGAL aptamer aptamer (RCA template) reporter probe conjugate
Red de sensores y biosensores electroquímicos - ElectroBionet
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¿Qué sabemos hacer?
Somos expertos en:
Selección de aptámeros
Diseño de geno- y apta-sensores
Amplificación isotérmica de ácidos nucleicos
¿Qué equipos/infraestructura/conocimiento
podemos compartir con la Red?
Capacidades del grupo, tecnologías desarrolladas, equipos singulares de
laboratorio
• Proceso de selección de aptámeros frente a diferentes
dianas.
• Evaluación de la afinidad de nuevos receptores mediante
técnicas que no exigen marcadores: SPR y espectroscopia
de impedancias.
• Desarrollo de ensayos mixtos, combinando aptámeros con
otros receptores.
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Proyectos en curso relacionados con la red
• DIAGNOPANC: Nuevas estrategias para la detección temprana del
adenocarcinoma ductal de pancreas. Ministerio de Ciencia y Univesidades
RTI2018-095756 B- I00.
• Desarrollo de nuevas estrategias de detección basadas en sensorses de ADN.
Gobierno del Principado de Asturias IDI2018-000217
• Detección de péptidos derivados del gluten basada en aptámeros: aplicación al
diagnóstico y seguimiento de la enfermedad celíaca. Asociación de celíacos y
sensibles al gluten de la Comunidad de Madrid. XVI Premio de Investigación 2019.
Necesidades que tengo para avanzar en mi investigación…
Aplicaciones que creo se pueden desarrollar con mi tecnología/conocimiento dentro de la red
• Identificación de nuevas moléculas diana (proteínas, secuencias de ácidos
nucleicos, metabolitos) de interés en diagnóstico clínico.
• Evaluación de marcas alternativas a las enzimas para su acoplamiento a los ácidos
nucleicos utilizados como receptors específicos en el desarrollo de los sensores.
• Desarrollo de dispositivos microfluídicos en los que puedan integrarse los
aptasensores y genosensores desarrollados.
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12GEUO (Grupo Electronálisis Universidad de Oviedo)
Red de sensores y biosensores electroquímicos - ElectroBionet
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