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: gabriela.araujo.bernal@gmail.com

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.

REFERENCIAS

[1] Thévenot, D. R., Toth, K., Durst, R. A., & Wilson, G. S. (2001).

Electrochemical biosensors: Recommended definitions and

classification1International Union of Pure and Applied Chemistry:

Physical Chemistry Division, Commission I.7 (Biophysical

Chemistry); Analytical Chemistry Division, Commission V.5

(Electroanalytical Chemistry).1. Biosensors and Bioelectronics, 16(1-2), 121-131. https://doi.org/10.1016/S0956-5663(01)00115-4io

[2] Reyes, N. (2016). Marcadores tumorales en cáncer de mama: CA 15-3

y antígeno carcinoembrionario. Revista Mexicana de Mastología, 6(1), 9-13. https://www.medigraphic.com/pdfs/revmexmastol/ma-

2016/ma161c.pdf

[3] Cretich, M., Gori, A., D’Annessa, I., Chiari, M., & Colombo, G. (2019a). Peptides for Infectious Diseases: From Probe Design to

Diagnostic Microarrays. Antibodies, 8(1), 23.

https://doi.org/10.3390/antib8010023 [4] Wade, L. G. (2013). Química orgánica. Pearson Educación.

[5] Veenstra, S. C., Verhees, W. J. H., Kroon, J. M., Koetse, M. M.,

Sweelssen, J., Bastiaansen, J. J. A. M., Schoo, H. F. M., Yang, X., Alexeev, A., Loos, J., Schubert, U. S., & Wienk, M. M. (2004).

Photovoltaic Properties of a Conjugated Polymer Blend of

MDMO−PPV and PCNEPV. Chemistry of Materials, 16(12), 2503-2508. https://doi.org/10.1021/cm049917d

[6] Jo, S. B., Lee, W. H., Qiu, L., & Cho, K. (2012). Polymer blends with

semiconducting nanowires for organic electronics. Journal of Materials Chemistry, 22(10), 4244. https://doi.org/10.1039/c2jm1605

[7] Minami, T., Sato, T., Minamiki, T., Fukuda, K., Kumaki, D., &

Tokito, S. (2015). A novel OFET-based biosensor for the selective and sensitive detection of lactate levels. Biosensors and

Bioelectronics, 74, 45-48. https://doi.org/10.1016/j.bios.2015.06.002

[8] Marta Mas-Torrent, & Concepció Rovira. (2009, febrero 9). Transistores de efecto de campo basados en moléculas orgánicas

(OFETs). Investigación Química.

https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2931243 [9] Chan, W. C., & White, P. D. (Eds.). (2000). Fmoc solid phase peptide

synthesis: A practical approach. Oxford University Press.

[10] Jung, G., & Beck-Sickinger, A. G. (1992). Multiple Peptide Synthesis Methods and Their Applications. New Synthetic Methods(87).

Angewandte Chemie International Edition in English, 31(4), 367-383.

https://doi.org/10.1002/anie.199203673