[ca] Aquesta tesi doctoral té com a objectiu el desenvolupament de diversos biosensors que operen sense necessitat de marcatge addicional basats en dispositius plasmònics òptics per a la detecció directa de medicaments o biomarcadors relacionats amb diferents malalties i que són analitzats directament en mostres humanes com plasma, sèrum, orina o esput. Aquests dispositius biosensors ofereixen un sens fi de beneficis com és la seva alta sensibilitat, facilitat d'operació, l'obtenció de dades quantitatives, detecció sense marcatge en temps real, i comunament només necessiten d'un petit volum de mostra. Tot això converteix els biosensors plasmònics en eines analítiques molt adequades per al diagnòstic de malalties, el control de la medicació o el seguiment de teràpies personalitzades. El nostre grup d'investigació ha demostrat amb èxit la implementació de biosensors òptics basats en plasmònica i en fotònica de silici, inclòs el desenvolupament complet de bioaplicaciones, el que ha aplanat el camí de la seva futura transferència tecnològica per a la seva implementació com a dispositius Point-of-Care ( POC). Els biosensors desenvolupats en aquesta Tesi inclouen la seva optimització i validació completa amb mostres reals, exemplificant alguns desafiaments clínics en els quals aquests biosensors plasmònics poden superar importants limitacions de les tècniques d'anàlisi convencionals actuals, mostrant el seu potencial i versatilitat com a futurs dispositius POC per ser usats en les unitats d'atenció primària en salut o fins i tot en l'entorn domèstic per al propi autocontrol per part dels pacients. La tesi està organitzada en sis capítols. El capítol 1 conté la introducció dels conceptes bàsics i l'estat de l'art sobre els avenços actuals en les tècniques de diagnòstic i control de malalties i / o teràpies i el paper que exerceixen els biosensors per millorar-los. El capítol 2 inclou una descripció detallada de les plataformes biosensoras emprades i una descripció general dels processos metodològics. El Capítol 3 descriu el desenvolupament d'un dispositiu nanoplasmónico per al control terapèutic de l'medicament acenocumarol, un anticoagulant comunament administrat directament en plasma humà. El Capítol 4 es centra en el desenvolupament d'un biosensor plasmónico que serveixi com a control de la dieta lliure de gluten que han de portar els pacients celíacs. El Capítol 5 descriu les estratègies desenvolupades per a la detecció de dos biomarcadors per al diagnòstic primerenc de tuberculosi en mostres d'esput. Finalment, el Capítol 6 explora la detecció de quatre autoanticossos específics associats amb l'aparició de l'tumor directament en el sèrum humà com biomarcadors potencials per al diagnòstic primerenc de el càncer colorectal.

[es] Esta Tesis Doctoral tiene como objetivo el desarrollo de diversos biosensores que operan sin necesidad de marcaje adicional basados en dispositivos plasmónicos ópticos para la detección directa de medicamentos o biomarcadores relacionados con diferentes enfermedades y que son analizados directamente en muestras humanas como plasma, suero, orina o esputo. Estos dispositivos biosensores ofrecen un sinnúmero de beneficios como es su alta sensibilidad, facilidad de operación, la obtención de datos cuantitativos, detección sin marcaje en tiempo real, y comúnmente sólo necesitan de un pequeño volumen de muestra. Todo esto convierte a los biosensores plasmónicos en herramientas analíticas muy adecuadas para el diagnóstico de enfermedades, el control de la medicación o el seguimiento de terapias personalizadas. Nuestro grupo de investigación ha demostrado exitosamente la implementación de biosensores ópticos basados en plasmónica y en fotónica de silicio, incluido el desarrollo completo de bioaplicaciones, lo que ha allanado el camino de su futura transferencia tecnológica para su implementación como dispositivos Point-of-Care (POC). Los biosensores desarrollados en esta Tesis incluyen su optimización y validación completa con muestras reales, ejemplificando algunos desafíos clínicos en los que dichos biosensores plasmónicos pueden superar importantes limitaciones de las técnicas de análisis convencionales actuales, mostrando su potencial y versatilidad como futuros dispositivos POC para ser usados en las unidades de atención primaria en salud o incluso en el entorno doméstico para el propio autocontrol por parte de los pacientes. La tesis está organizada en seis capítulos. El Capítulo 1 contiene la introducción de los conceptos básicos y el estado del arte sobre los avances actuales en las técnicas de diagnóstico y control de enfermedades y/o terapias y el papel que desempeñan los biosensores para mejorarlos. El Capítulo 2 incluye una descripción detallada de las plataformas biosensoras empleadas y una descripción general de los procesos metodológicos. El Capítulo 3 describe el desarrollo de un dispositivo nanoplasmónico para el control terapéutico del medicamento acenocumarol, un anticoagulante comúnmente administrado directamente en plasma humano. El Capítulo 4 se centra en el desarrollo de un biosensor plasmónico que sirva como control de la dieta libre de gluten que deben llevar los pacientes celíacos. El Capítulo 5 describe las estrategias desarrolladas para la detección de dos biomarcadores para el diagnóstico temprano de tuberculosis en muestras de esputo. Finalmente, el Capítulo 6 explora la detección de cuatro autoanticuerpos específicos asociados con la aparición del tumor directamente en el suero humano como biomarcadores potenciales para el diagnóstico temprano del cáncer colorrectal.