Resumen –– El presente trabajo tiene como propósito modificar
químicamente la funcionalidad de la molécula del polímero
MDMO-PPV. En perspectiva efectuando una reacción polar
adicionando ácido bromhídrico (HBr) al cual, implementando
un grupo adicional al MDMO-PPV como lo es un aminoácido
seleccionado como lo es el N-(9-Fmoc)-L-Ácido glutámico
monohidratado de 𝛾-terbutil éster fueron empleados como
capa activa, haciendo posible la construcción de un transistor
orgánico de efecto de campo (OFET) con la finalidad de medir
y detectar concentraciones del CA 15-3. Palabras Clave – capa activa, contribución, electrófilo,
funcionalización, transporte de carga.
I. Abstract –– The present work aims to chemically modify the
functionality of the polymer molecule MDMO-PPV. In
perspective, performing a polar reaction by adding
hydrobromic acid (HBr) to which, implementing an additional
group to MDMO-PPV as a selected amino acid such as N-(9-
Fmoc)-L-glutamic acid γ-tert-butyl ester monohydrate were
used as an active layer, making possible the construction of an
organic field effect transistor (OFET) in order to measure and
detect CA 15-3 concentrations.
Keywords –– active layer, charge transport, contribution,
electrophilic, functionalization.
II. INTRODUCCIÓN
El papel de los procesos biológicos, químicos y
bioquímicos es sustancial en el diagnóstico clínico,
aplicaciones médicas, biorreactores, control de calidad en
los alimentos, agricultura, control de aguas residuales
industriales, minería y la industria de la defensa [1]. El
antígeno de carbohidrato 15-3 (CA 15-3) (ver figura 1) está
relacionado (derivado) con el marcador del cáncer de mama.
Niveles superiores de CA 15-3 a las 20 U/mL están
vinculados con la supervivencia global menor. Se ha
denotado que es un predictor independiente de la primera
recurrencia, así como un poderoso indicador de pronóstico
en pacientes con cáncer avanzado [2].
Fig. 1. Estructura molecular del marcador tumoral CA 15-3, la cual es una
proteína glicosilada de peso molecular promedio de 400 KDa.
Los aminoácidos funcionan como componentes de
reconocimiento, es decir, entran en contacto directo con el
compuesto químico que nos interesa detectar (llamado
analito), generando un cambio particular que otro
componente del sensor, el elemento transductor, convierte
en una señal fácilmente medible. Los aminoácidos pueden
desempeñar estrategias clave para el descubrimiento de
secuencias artificiales (o imitadores) que pueden intervenir
en los procesos naturales biológicos o químicos y se emplee
como medio de producción de nuevos materiales [3].
La reacción es un ejemplo de un tipo de reacción polar
mayormente conocido como reacción de adición
electrofílica. En cuanto a los sustituyentes con enlace doble,
es un tanto diferente; por una razón, los enlaces dobles
tienen una mayor densidad electrónica que los enlaces
sencillos: cuatro electrones en un enlace doble contra sólo
dos en un enlace sencillo. De esta forma, los electrones en el
enlace σ (sigma) son accesibles para los reactivos cercanos
porque están localizados por encima y por debajo el plano
del enlace doble en lugar de estar escondidos entre los
núcleos [4]. Como resultado, el enlace doble es nucleofílico
y la química de los alquenos está dominada por reacciones
con electrófilos.
En cuanto a la adición sobre estos compuestos un ácido
fuerte, como el HBr (H+) es un donador de protones fuerte y
un electrófilo; por ende, la reacción entre el HBr y un doble
enlace carbono-carbono es una combinación electrófilo-
nucleófilo típica, característica de todas las reacciones
polares.
FUNCIONALIZACIÓN DE POLÍMERO MDMO-PPV COMO
MEDIO DE RECONOCIMIENTO BIOLÓGICO
Gabriela A. Bernal1, Ramón G. Aguilar2, Hugo M. Gutiérrez3
1Estudiante, ESIQIE-IPN, Ciudad de México, México 2Departamento de Ciencias Básicas, UPIITA-IPN, Ciudad de México, México
3Laboratorio de caracterización de materiales, CNMN-IPN, Ciudad de México, México
Teléfono (56) 1329-5388 E-mail: [email protected]
Una característica implícita en diagnósticos
diferenciales, implica el monitoreo en tiempo real, y que a
su vez sea no invasivo, simple y potencialmente dinámico,
es decir, emplear distintas tomas de muestra ya sea de
sangre o bien de fluidos corporales tales como la
transpiración. Por estas razones, en esta investigación se
determinó que los OFET son los dispositivos más favorables
para su aplicación en el muestro de analitos críticos en la
sangre total. La característica particular es usar películas
semiconductoras que tengan propiedades de una
bioplaforma capaz de anclar y reconocer bio-entes bajo el
principio bien conocido del reconocimiento antígeno-
anticuerpo, añadido a la propiedad semiconductora previa.
El compuesto poli[2-metoxi-5-(3-7-dimetiloctiloxi)-1,4-
fenilenvinileno (Figura 2) es un polímero es un polímero
conductor considerado en la clase de los fenilenvinileno
(PPV); es un polímero piezoresistente que forma una capa
activa que fácilmente puede emplearse en diodos emisores
de luz entre otros dispositivos fotovoltaicos y
electroluminiscentes [5].
Fig. 2. Estructura molecular del polímero MDMO-PPV
Los materiales orgánicos presentan el fenómeno de
electroluminiscencia al aplicar un campo de alto voltaje en
corriente alterna a una película delgada orgánica. Se
enumeran múltiples ventajas relacionadas con estos
materiales los más esenciales son su bajo costo,
procesamiento sin dificultad y compatibilidad con sustratos
flexibles. Ya que la manera de operar de los portadores de
carga en un semiconductor orgánico, se dice que su
funcionamiento recae en el transporte de carga. Los
plásticos se forman de carbono empleando la configuración
sp3, de donde el átomo de carbono enlaza a sus vecinos por
un resistente enlace sigma o pi. Con el sólido enlace, la
distancia entre los niveles de energía del enlace y el anti-
enlace (o bien denominados highest occupied and lowest
unoccupied molecular orbital o HOMO y LUMO) es grande
[6]. Por lo que se obtiene un plástico transparente a la luz
visible y eléctricamente aislante.
La energía fotovoltaica orgánica, los diodos emisores de
luz y los transistores de película delgada (dispositivos
electrónicos orgánicos) actualmente se están distribuyen
para una amplia gama de aplicaciones. Estos se citan en gran
relevancia, ya que poseen propiedades especiales tales como
flexibilidad mecánica, capacidad de impresión, bajos costos
de fabricación, compatibilidad entre materiales de
construcción y sencilla manipulación [7]. Además de que
son portátiles y desechables (o reutilizables). Los OFET
funcionan de manera similar a los dispositivos
convencionales MOSFET (transistor de efecto de campo de
semiconductor de óxido de metal) o TFT (transistor de
película delgada) en los que se establece un campo eléctrico
a través de una capa dieléctrica que se separa el electrodo de
la compuerta de la capa de semiconductores (Figura 3).
Dicho campo eléctrico tiende a manipular el tamaño y la
forma desde una región de alta movilidad de portadores de
carga y por lo tanto, modular la corriente que fluye a través
del material semiconductor, creando una relación entre el
voltaje de la compuerta (VG) y la corriente de drenador
(ID).
Fig. 3. Diagrama de estructura y energía del transistor de efecto de campo. Donde entre el contacto source (fuente) y gate (compuerta) se
encuentra la relación voltaje VG y entre los contactos source y drain
(drenador ) se encuentra la relación voltaje VD.
Respecto a los principios básicos que rigen el
funcionamiento de un transistor de efecto de campo se
pueden explicar en términos de diagramas de energía.
Generalmente, el nivel denominado Fermi (EF) de los
metales se encuentra en medio de la energía de los orbitales
HOMO (orbital molecular ocupado de mayor energía) y
LUMO (orbital molecular vacío de menor energía) del
semiconductor orgánico. Al aplicar una tensión al electrodo
gate cambian los niveles de energía y, por lo tanto, se puede
modular la conductividad a través del dispositivo En
consecuencia, un VG negativo desestabiliza los orbitales
HOMO y LUMO para desplazarlos hacia arriba con
respecto al nivel Fermi del metal. Si el HOMO entra en
resonancia con EF, podrá existir un flujo de cargas móviles
(huecos) entre el HOMO y el metal. Para tal caso, el
material tenderá a comportarse como un semiconductor tipo
p. Por el contrario, si se aplica un VG positivo, los orbitales
HOMO y LUMO se estabilizan para trasladarse hacia abajo,
y si el LUMO entra en resonancia con EF, habrá conducción
de electrones desde los electrodos metálicos al LUMO.
Dicho material se comportará entonces como un
semiconductor tipo n. (Figura 4) [8].
Source Drain
Semiconductor
Dieléctrico
Gate
VD
VG HOMO
+++ + h+
LUMO
- - - -
- - - e-
Contacto/Polímero
En
erg
ía [
eV
]
Contacto/Polímero
Acumulación de huecos
Acumulación de electrones
Fig. 4. Esquema de los niveles de energía de los electrodos y el semiconductor orgánico en un dispositivo OFET.
Se representará en un gráfico las características
eléctricas que se obtiene de un OFET de diferentes VG se
muestra en la Figura 5. Se difieren dos regímenes, el
régimen lineal, donde la corriente describe por una parábola,
y el régimen de saturación, ya que la intensidad de corriente
ISD es independiente del voltaje VSD aplicado. La calidad y la
naturaleza de los semiconductores orgánicos es fundamental
para obtener un OFET de alto rendimiento, lo cual es
determinado por la movilidad de los portadores de carga, µ,
la cual se define como la velocidad del portador de carga por
unidad de campo eléctrico. Además, un de la tensión de
umbral (VT), es decir la tensión mínima que hay que aplicar
al electrodo compuerta para que este de paso a la formación
en el canal conductor.
Las siguientes ecuaciones describen los regímenes de
transporte:
Régimen lineal:
𝐼𝑆𝐷 =𝑊
𝐿∙ 𝜇 ∙ 𝐶 ∙ 𝑉𝑆𝐷 ∙ (𝑉𝐺 − 𝑉𝑇 −
1
2𝑉𝑆𝐷) (1)
Régimen de saturación:
𝐼𝑆𝐷 =𝑊
2𝐿∙ 𝜇 ∙ 𝐶 ∙ (𝑉𝐺 − 𝑉𝑇) (2)
Ecuaciones en las cuales L es la longitud del canal
conductor entre los electrodos fuente-drenador en nuestro
caso con un valor de 60 µm, W es el ancho del transistor con
el valor de 10 mm y C es la capacitancia por unidad de área
de la capa de dieléctrico. Este valor de capacitancia fue
referida al material polidimetilsiloxano en función de la
frecuencia de 60 Hz, del cual se obtuvo un valor de
4.221µm. De manera general, para poder emplear estos
dispositivos de tipo orgánicos se requiere alcanzar
movilidades por encima de 0.1 cm2/Vs [8]. Sin embargo,
este valor solo es orientativo ya que dependerá de la
aplicación a la cual será destinado. Por ello es
imprescindible que los materiales que se emplearan sean
estables y aprovechables.
Fig. 5. Características eléctricas que se obtiene típicamente para un
transistor.
III. METODOLOGÍA
A. Selección del aminoácido
El acoplamiento exitoso de derivados de aminoácidos
dependerá de la reactividad del grupo carboxilo, del
aminoácido N-protegido así como de la accesibilidad
estérica del grupo R o cadena lateral. Algo importante es el
proceso en el cual recae la idea de la activación del grupo
carboxilo que es crucial para determinar el rendimiento del
acoplamiento.
Los aminoácidos al integrar cadenas laterales únicas,
algunas de las cuales pueden poseer grupos reactivos. Es
imperativo que estos grupos deban protegerse para evitar
que reaccionen y produzcan productos no deseados [9].
Es por ello que se eligió el aminoácido N-(9-Fmoc)-L-
Ácido glutámico monohidratado de γ-terbutil éster (Figura
6) de sigma aldrich (Figura 7).
Fig. 6. Estructura molecular del aminoácido seleccionado.
Lineal Saturación
fuente
LUMO
HOMO drenador
fuente + + + +
drenador fuente
- - - -
drenador
VG > 0 VG < 0
1Fluorenil-9-metoxicarboxilico, es un grupo protector del grupo funcional amino del aminoácido. Es lábil en condiciones alcalinas por lo cual,
empleando bases fuertes, este puede ser eliminado. Entre esas bases fuertes
se encuentra la piperidina [10].
Fig. 7. Envase de Sigma Aldrich del aminoacido seleccionado.
B. Elaboración de la solución de aminoácido
seleccionado.
Se pesó en la balanza 3.2 mg de aminoácido N-(9-
Fmoc)-L-Ácido glutámico monohidratado de γ-terbutil éster
con 2 mL de piperidina con el fin de eliminar el grupo
protector Fmoc1. La forma en la que se hizo la solución
homogénea es por medio de agitación programada en el
sonicador por 15 minutos (Figura 8).
Fig. 8. Solución de aminoácido seleccionado.
C. Reacción de funcionalización (reacción polar)
1. Preparación de la solución de MDMO-PPV
La muestra de MDMO-PPV fue adquirida de Sigma-
Aldrich con número de producto 546461. El ácido
bromhídrico (HBr) fue obtenido de igual manera en Sigma-
Aldrich con número de producto 339245.
Para ello selecciono como recipiente un vial de 15 mL
transparente en el cual se pesaron 20.3 mg de MDMO-PPV.
A este mismo, se añadió cloroformo el cual fue obtenido de
igual manera de Sigma-Aldrich con número de producto
650498.
Para solubilizar el semiconductor polimérico MDMO-
PPV se agregaron 2 mL de cloroformo y para que la
solución sea homogénea se dispuso a sonicar durante 30
minutos programados en el baño ultrasónico. Posteriormente
se continuo con la agitación magnética en plancha de
calentamiento en el nivel 2 formando un vórtice en forma de
remolino dentro del vial por 15 minutos.
Fig. 9. Etapas de dilución del MDMO-PPV
2. Preparación de la solución de MDMO-PPV
TABLA 1.
PARÁMETROS DE REACCIÓN
Después de obtener una solución uniforme de MDMO-
PPV, se añadieron 10 mL de ácido bromhídrico (HBr). Un
punto relevante es que estos 10 mL es una cantidad
seleccionada a partir de la base de cálculo prevista en la
teoría, la cual menciona decidir por un exceso de entre 80 y
90 por ciento.
Una vez adicionado el exceso de ácido bromhídrico, se
procedió a sellarlo de manera correcta con parafilm evitando
posibles fugas de solvente.
Fig. 10. Sistema de reacción propuesto.
Como se muestra en la figura 10, se colocó el vial
contenedor de solución que fue inmerso en un vaso de
precipitados a modo de baño maría por el hecho de que la
temperatura en la parrilla de calentamiento no permanece
con incrementos graduales lo que puede elevar la
temperatura de forma incorrecta. Es por ello que el baño
maría da como resultado un mejor control de temperatura en
los rangos esperados. El tiempo de reacción seleccionado es
de una hora. Durante el transcurso de la reacción se observa
una costra del polímero reaccionado que se posa sobre la
fase orgánica (cloroformo) por flotación. Sirviendo de capa
Parámetro Unidad y Dimensión
Temperatura de reacción 60-75ºC
Presión Atmosférica
Agitación Magnética
Tiempo de reacción 1 hora
Temperatura de secado post-reacción 70ºC
sobre la cual se encuentra la fase acuosa (ácido bromhídrico)
(Figura 11).
Una vez terminado el tiempo de reacción, se deja reposar la
sustancia resultante, al menos hasta que la mezcla se
encuentre a temperatura ambiente.
Fig. 11. Residuo de reacción concluida.
Al estabilizar la mezcla a la temperatura necesaria, se
procede a decantar la fase acuosa y la fase orgánica y
dejando solamente el residuo sólido, y retirando a la vez el
agitador magnético. Para después, efectuar una filtración del
sólido con papel filtro común. Con el líquido restante de la
anterior operación, se decanta y se separa en dos viales
rotulados seleccionando la fase orgánica (cloroformo) y el
exceso de la fase acuosa (ácido bromhídrico).
El sólido húmedo fue llevado a una estufa por al menos
24 horas a 70ºC. A manera de descripción, el sólido reposa
sobre el papel filtro y debajo de este se haya una caja Petri
de vidrio y evitar que la rejilla dentro del horno, consuma el
papel filtro, tal y como se muestra en la figura 12.
Fig. 12. Imagen representativa de sólido húmedo en papel filtro que se
ingresa al horno.
D. Construcción de un OFET
Para la caracterización eléctrica del producto y/o
compuesto funcionalizado se fabricó un OFET como lo
muestra la figura, que denota una vista esquemática del
dispositivo. Se empleó como sustrato PET flexible de 1 pulg
x 0.5 pulg recubierto de un lado con una película delgada de
óxido indio y estaño, ITO. La cara revestida con ITO se
empleó como electrodo de compuerta y se depositó una
película delgada de polidimetilsiloxano (silicon a base de
agua) seguido de una malla de producto MDMO-PPV
funcionalizado (Figura 14). Los electrodos de source-drain
(SD) se fabricaron por separado en otra lámina de PET-ITO,
quemando un canal de 60 μm mediante irradiación láser de
CO2, aplicando dicho gas sobre la cara con ITO. Finalmente,
ambas placas, se unen introduciendo cinta doble cara con un
orificio en el centro donde se hace contacto con el canal de 2
mm en medio entre la placa del electrodo source drain, y la
placa del electrodo de compuerta (Figura 13).
Fig. 13. Procedimiento general de construcción de OFET empleando
el polímero semiconductor MDMO-PPV funcionalizado.
Fig. 14. Diseño de vista frontal y lateral de materiales y conexión eléctrica de OFET construido.
La caracterización eléctrica del dispositivo OFET se
realizó utilizando instrumentos Source/Meter (Keithley
modelo 2400C y 2450). Las curvas corriente-voltaje (I-V)
del dispositivo se obtuvieron mediante un barrido de voltaje
fuente-drenador de (VDS= 0 V a 12 V) y manteniendo el
potencial de la compuerta en 8 V (Figura 15), para observar
los cambios de la corriente de salida en presencia de
diferentes concentraciones de marcador tumoral CA 15-3.
Fig. 15. Diagrama de circuito de conexiones y parámetros eléctricos de
medición para el OFET construido.
El CA 15-3 se inmovilizo covalentemente en la
superficie de la película, para lograr esto, el MDMO-PPV
funcionalizado se activó primero añadiendo la solución del
aminoácido seleccionado. De esta manera, se crean
compuestos reactivos intermedios que pueden reaccionar
con grupos aminos libres en el anticuerpo del CA 15-3.
Sobre esta mezcla se añadieron 10 µl con la ayuda de una
micro pipeta, de antígeno CA 15-3 a concentraciones de 0
U/mL, 30 U/mL, 60 U/mL a diferentes dispositivos
respectivamente y así ser incubado durante 1 hora a una
temperatura de 30 a 35ºC (Figura 13). Este último es la fase
final de la bioplataforma, donde el componente de
reconocimiento se inmoviliza en la capa activa.
IV. RESULTADOS
A. Caracterización Raman-FTIR
El equipo de apoyo para el análisis Raman-FTIR,
mediante la técnica de contacto de ATR, se encuentra
ubicado en las instalaciones del CNMN-IPN. Este equipo es
de la marca Horiba Jobin Yvon modelo HR800. Para el
análisis en este equipo se realizó la medición en cuatro
puntos deslocalizados en la muestra.
Todas las muestras se midieron en forma de películas, en
todos los casos sobre una superficie limpia de un porta-
objetos de vidrio transparente.
Fig. 16. Espectro Raman-FTIR polímero MDMO-PPV funcionalizado
(línea negra) y original (línea roja) con picos seleccionados de absorbancia
diferencial.
En la siguiente tabla se refieren los picos con
intensidades que difieren entre el polímero funcionalizado y
el original y su correspondencia en cuanto al tipo de
vibración y grupo funcional presente:
TABLA 2.
TIPOS DE VIBRACIONES CON INTENSIDAD DIFERENCIAL
De este espectro se puede dilucidar que en la región de
1628 a 1622 cm-1 se observa una banda de mayor absorción
que corresponde a la región de huella digital se observa una
vibración de C=C de debilitamiento de estiramiento con
respecto al MDMO sin funcionalizar.
Los grupos metileno presentes en el anillo aromático
prevalecen como lo denota el pico en el rango de 1470 cm-1.
Lo que permite el traslape de la banda de estiramiento
asimétrico del vinilo en 3100 cm-1. además, también no se
denota un como tal una apertura evidente del anillo
aromático como se visualiza en la banda de alrededor de
3000 cm-1.
En cuanto a los grupos éter, la banda de 1200 cm-1 es de
intensidad alta. Lo que señala que no hay cambios de forma
radical en este grupo químico.
B. Caracterización eléctrica V-I de OFET’s
La figura 17 muestra el comportamiento I-V de salida
de un dispositivo OFET que usa por separado y en
dispositivos independientes MDMO-PPV (línea Azul) y “el
compuesto y/o producto” MDMO-aminoácido MDMO-A
(en rojo) como capa activa. Claramente se observa un
comportamiento cualitativamente diferente, no obstante, la
corriente de salida máxima disminuye a lo sumo un orden de
magnitud. El comportamiento de MDMO-A, sugiere, que el
voltaje de encendido VG debe ser mayor a los 4volts,
mientras que para el MDMO solo son necesario 1.5 o 2
volts. Lo anterior importante para nuestro objetivo, ya que
MDMO-A no contribuye a la señal eléctrica cuando en las
terminales fuente-drenador se aplican campos eléctricos
bajos.
Fig. 17. Curva de caracterización eléctrica de salida de MDMO
funcionalizado (línea azul) y MDMO funcionalizado (línea roja) con aminoácido anclado.
Fig. 18. Curvas de caracterización eléctrica de salida MDMO
funcionalizado con aminoácido y con adición de antígeno CA 15-3 y sus respectivos valores de movilidad.
Como podemos notar en la figura 18 se presentan las
curvas I-V de salida de Antígeno CA 15-3 en tres diferentes
concentraciones de U/ml, incubado en MDMO-A y, usado
como capa activa en dispositivos OFETs. La magnitud
máxima de salida para MDMO-A y MDMO-A:CA 15 en 0
U/ml son idénticas, resultado muy alentador, pues en efecto
se espera que no halla contribución eléctrica (no existe
reacción y/o ocupación química del CA 15 sobre MDMO-
A) no obstante cuando usamos 30 y 60 U/ml de CA 15 un
incremento significativo en la corriente máxima de salida,
que podemos asociar a estas diferentes concentraciones y
que sin problema puede medirse con amperímetros
convencionales. En cuando a las movilidades, se puede
denotar que en las curvas V-I de concentraciones 30 U/mL y
60 U/mL las movilidades son de valores más bajos que el
requerido para que estos dispositivos se puedan emplear ya
que se requieren movilidades de un valor más allá de 0.1
cm2/Vs para que el transporte de carga sea del todo efectivo.
Como lo observamos en cuando a la concentración de
antígeno de 0 U/mL es un valor mayor en relación con los
anteriores, ya que en este último el que prácticamente quien
efectuando dicho transporte de carga es el material
funcionalizado y el aminoácido.
Sin embargo, la segunda prueba se efectuó
construyendo nuevos OFET’s está vez solamente
eliminando la interfaz del aminoácido entre el CA 15-3 y el
polímero funcionalizado. Obteniendo las siguientes curvas
de caracterización eléctrica esta vez reduciendo el voltaje de
compuerta a 5 V (VG) con el fin de evitar posibles
degradaciones en los materiales.
Fig. 19. Curvas de caracterización eléctrica de salida MDMO
funcionalizado con adición de antígeno CA 15-3 y sus respectivos valores
de movilidad.
Lo que se visualiza es que en relación con los valores de
movilidad anterior, en correspondencia con el valor de
concentración de 60 U/mL incrementa su valor así como el
de 0 U/mL. Sin embargo, en cuanto a la concentración de 30
U/mL se mantiene un valor aún más bajo.
C. Valores de resistividad
TABLA 3.
VALORES DE RESISTIVIDAD Y CONDUCTIVIDAD DEL MATERIAL MDMO-PPV FUNCIONALIZADO Y ORIGINAL
Para obtención de dichas mediciones, se empleó el
sistema de resistividad de cuatro puntos Pro-4 de
LucasLabs.
En cuanto al valor de conductividad de la tabla 2, con
respecto al material funcionalizado la diferencia entre ambos
valores es bastante significativa ya que es un orden mayor
de magnitud en comparación al original. Lo que permite
elevar la transferencia de carga en el semiconductor
funcionalizado.
IV. DISCUSIÓN.
La alternativa de reacción seleccionada, permitió que el
polímero semiconductor MDMO-PPV sea modificado
específicamente en las regiones nucleofílicas de la molécula,
de forma directa en el grupo vinilo presente en su cadena
lateral, que es más vulnerable por su nivel de impedimento
estérico en comparación con los integrados en el grupo
aromático. La densidad electrónica de este grupo permitió
que los electrones en el enlace 𝜋 sean accesibles para grupos
cercanos tales como los anclados de lo aportado por la baja
densidad de electrónica por el aminoácido de grupo tres
cadena lateral ácida) que confiere propiedades de ácido o
bien de exceso de electrones quienes aportarán carga al
semiconductor funcionalizado.
El ácido bromhídrico tuvo un papel relevante en cuanto
a el debilitamiento en el PPV que prácticamente permite
introducir un hueco que haga posible el transporte de carga
y así que favorezca la conducción.
Cualitativamente las curvas I-V de salida son muy
parecidas. La desviación estándar es la misma para cada
concentración y las tendencias no muestran diferencias
cualitativas entre las concentraciones, en cambio
cuantitativamente, podemos observar que existe respuesta
eléctrica cuando aplicamos en fuente-drenador campos
eléctricos bajos, por lo que podemos afirmar que la señal
eléctrica es debida al CA 15-3 incubado en nuestra
bioplataforma MDMO-A.
V. CONCLUSIONES
El método de reacción empleado para funcionalizar el
polímero semiconductor MDMO-PPV permitió el
debilitamiento del PPV en específico de su región de mayor
densidad de carga y permitir el fácil transporte de
electrones que a partir del anclaje del aminoácido,
implementará el camino para la introducción de grupos
funcionales cercanos tales como los proporcionados por el
antígeno CA 15-3 y permitir una interacción profunda entre
ellos por medio de un OFET que al propiciar insertar una
conducción de cargar electrónica en el seno de la interacción
molecular entre especie seminconductora y analito se
alterarán grupos de átomos de carbono disponiendo de
electrones de valencia que permitieron el transporte de carga
eficiente a lo largo de una formación de moléculas
conjugadas. Que evidentemente por la diferencia de
concentraciones de antígeno CA 15-3 las contribuciones de
carga sufrieron variaciones significativas que aprecian la
interacción de moléculas que reaccionaban a diferentes
niveles degradando la cantidad de transporte de electrones
referenciados por la cantidad de intensidad eléctrica. Sin
embargo, lo valores de movilidad son bajos con respecto al
valor establecido de efectividad en cuanto al transporte de
carga en materiales orgánicos para la construcción de
OFET’s.
AGRADECIMIENTOS
R. A. y G. A. Autores agradecen a la Escuela Superior de
Física y Matemáticas y al Centro de Nanociencias y Micro y
Nanotecnologías del Instituto Politécnico Nacional por las
facilidades brindadas durante el estudio de este trabajo. Este
trabajo fue apoyado por COFFA-IPN, proyecto
multidisciplinario SIP 20200477.
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