Electrodos serigrafiados y de película
Los electrodos serigrafiados y de película hacen que la detección electroquímica sea muy interesante para el análisis en la vida cotidiana, especialmente las mediciones en el punto de atención. Tanto los dispositivos de medición como los electrodos pueden miniaturizarse, lo que los hace portátiles. Los resultados son cuantitativos y, cuando se producen en grandes cantidades, la electrónica resulta muy barata.
Biosensores comerciales
Sin embargo, un producto pensado para ser utilizado por personas sin formación electroquímica debe prescindir de todos los exigentes pasos de preparación y limpieza que conlleva la reutilización de un electrodo. Por eso, en los últimos años, los sensores de prueba desechables han cobrado cada vez más importancia. Un disco de oro recubierto de teflón es demasiado caro para un sensor desechable. Otro grupo de electrodos es más adecuado para este objetivo.
Los electrodos planos que se depositan sobre una superficie son los biosensores comerciales más modernos. Estos se dividen a su vez en dos grupos: electrodos de película y electrodos impresos.
Electrodos de película
Los electrodos de película se fabrican por deposición de metal sobre una superficie cubierta con algún tipo de máscara. La máscara sólo expone las partes del metal que después deben llenarse de metal. Los metales se depositan calentando la fuente de metal en el vacío mientras la muestra enmascarada está presente. Si en el mismo sensor se deben depositar diferentes metales, por ejemplo, cuando se solicita una WE de oro y una RE de plata, es necesario aplicar diferentes máscaras y procesos de limpieza para garantizar que el oro y la plata no se depositarán en la misma superficie. En consecuencia, la mayoría de los sensores fabricados de este modo tienen WE, CE y RE del mismo metal.
La ventaja de estos electrodos es que las máscaras se crean mediante fotolitografía y se pueden crear estructuras muy pequeñas. Por ejemplo, se pueden producir chips de ADN con docenas de electrodos de trabajo en 1 mm² o electrodos interdigitados. Los electrodos interdigitados son siempre pares. Cada electrodo parece un peine y están dispuestos de tal manera que cada diente se encuentra entre dos dientes del otro electrodo. Con esta configuración, las especies circulan entre los dos electrodos y este comportamiento crea una amplificación de la señal.
Las figuras 1, 2 y 3 muestran algunos ejemplos de electrodos de película.
Electrodos serigrafiados
La principal diferencia con los electrodos serigrafiados (SPE) es el material del que están hechos. Mientras que los electrodos de película están hechos de metales puros, la serigrafía utiliza pastas o tintas para crear un sensor. Se coloca una malla con una máscara sobre el soporte vacío, una lámina de poliéster por ejemplo, sin tocar el soporte. La tinta se pone sobre la malla y se mueve una rasqueta a través de la malla para presionar la pasta a través de la plantilla, así como para crear contacto entre la malla y el soporte. La pasta permanece en el soporte. A continuación se realiza una etapa de secado. La fase de secado puede incluir el calentamiento, especialmente en el caso de las tintas al agua. Cada pasta diferente necesita también una máscara diferente, igual que con los métodos de película fina, pero como no es necesario el vacío, el precio del equipo necesario es menor y, dependiendo del paso de secado, el procedimiento puede ser más rápido.
Las tintas suelen contener el material conductor, por ejemplo, partículas metálicas o compuestos de carbono, algunos agentes de dispersión, así como otros aditivos, aglutinantes poliméricos y disolventes. Para los resultados, los ingredientes y sus proporciones son muy importantes. Los resultados suelen ser más rugosos y tener menor conductividad que los electrodos clásicos, pero la producción es más barata, sobre todo en serie. Debido a que es más fácil utilizar diferentes materiales que al producir electrodos de película, los electrodos serigrafiados suelen tener WE, RE y CE fabricados con diferentes pastas.
Los contraelectrodos se fabrican con pastas de carbono, porque son más baratas que las pastas metálicas. Los electrodos de referencia pueden estar hechos de pasta de plata mezclada con cloruro de plata, con lo que se consigue un electrodo de referencia estable.
El precio por pieza de un electrodo de película o serigrafiado disminuye con el número de electrodos producidos, debido a que las piezas más caras son las máscaras que sólo hay que producir una vez. El bajo precio permite producir estos electrodos como electrodos de un solo uso o desechables. Como consecuencia, se pueden omitir todos los pasos de limpieza del electrodo después de una medición, ya que el electrodo se desecha. Si el electrodo tiene una aplicación específica, el fabricante puede realizar la mayoría de los preparativos.
Todo ello permite desarrollar aplicaciones electroquímicas que pueden manejar personas sin conocimientos de electroquímica. El mejor ejemplo es la medición del azúcar en sangre, que utilizan los enfermos de diabetes.
Aquí encontrará nuestra selección de electrodos serigrafiados y de película.