Área Bioingeniería
Grupo “Biosensores y Microsistemas“
Investigación en el Área de Sensores, Biosensores y Microsistemas
Investigador Independiente, CONICET
Jefe de Grupo
email: rmadrid@herrera.unt.edu.ar
El grupo se especializa en el desarrollo de nuevas tecnologías para aplicaciones biomédicas, agrícolas y ambientales. La trayectoria de investigación del grupo se centra en la bioingeniería, destacándose en el uso de mediciones de impedancia y electroquímicas e integración de nanomateriales para mejorar la sensibilidad de los sensores desarrollados. El equipo trabaja en la creación de dispositivos innovadores que van desde sensores para la detección temprana de enfermedades en cítricos (HLB) hasta sistemas para el diagnóstico clínico de leishmaniasis, o la cuantificación de biomarcadores de interés biomédico y/o agrícola. En los últimos años se inició la línea de investigación de señales eléctricas en plantas.
El desarrollo del conocimiento en ésta área se vuelca en los siguientes
Temas de Investigación
El propósito general de su investigación es diseñar y optimizar plataformas de medición biológica que sean precisas, portátiles y de bajo costo. Buscan facilitar diagnósticos rápidos mediante dispositivos Point of Care (POC) que mejoren el cuidado de la salud humana y la sostenibilidad en el medioambiente y la agricultura.
1. Biosensores
Desarrollo de plataformas electroquímicas y ópticas funcionalizadas con elementos biológicos para detectar analitos específicos con alta sensibilidad, utilizando interfaces nanoestructuradas. Las aplicaciones de los sensores desarrollados van desde la detección de biomarcadores para detección de enfermedades en humanos, como para aplicaciones agrícolas.
2. Microfluídica
Se enfoca en el diseño de dispositivos miniaturizados utilizando materiales de bajo costo como papel, polímeros y técnicas de impresión 3D o ablación láser. Integra hidrogeles inteligentes para el control de fluidos y desarrolla plataformas Point-of-Care (POC) para diagnósticos clínicos rápidos y en computación neuromórfica.
Publicaciones Seleccionadas
ARTICULOS
1. Mayorga Martinez, C.C., Treo, E.F., Madrid, R.E. and Felice, C.J. Evaluation of chrono-impedance technique as transduction method for a carbon paste/glucose oxidase (CP/GOx) based glucose biosensor. Biosensors & Bioelectronics, Vol. 26(4), pp. 1239-1244, 15 December 2010. FI 2011: 5.36
2. Mayorga Martinez, Carmen C., Treo, Ernesto F., Madrid, Rossana E., Felice, Carmelo J. Real-time measurement of glucose using chrono-impedance technique on a second generation biosensor. Biosensors & Bioelectronics, 29(1): 200-203. Ago 2011. FI 2011: 5.36
3. López Rodriguez, M.L., Madrid, R.E., Giacomelli, C.E. The optimization of the culture medium to design Streptomyces sp. M7 based impedimetric biosensors. Sensors and Actuators B, 2014 vol. 193 p. 230 – 237.
4. Alvaro Jose Conde, Milena Batalla, Belén Cerda, Olga Mykhaylyk, Christian Plank, Osvaldo Podhajcer, Juan Martín Cabaleiro, Rossana Madrid and Lucia Policastro. Continuous flow generation of magnetoliposomes in a low-cost portable microfluidic platform. Lab On A Chip, 2014, 14, 4506-4512. First published online 11 Sep 2014. FI: 5.748.
5. Maria Lorena López Rodríguez, Claudia Benimeli, Rossana E. Madrid, Carla E. Giacomelli. A simple Streptomyces spore-based impedimetric biosensor to detect lindane pesticide. Sensors and Actuators B, Chemical, 2015 vol. 207: 447-454
6. Luciano D. Sappia, Matias R. Trujillo, Israel Lorite, Rossana E. Madrid, Monica Tirado, David M. Comedi, Pablo Esquinazi. Nanostructured ZnO films: a study of molecular influence on transport properties by impedance spectroscopy. Material Science and Engineering B. 200 (2015) 124–131.
7. A.J. Conde, A. Bianchetti, F.E. Veiras, A. Federico, J. M. Cabaleiro, M. Dufva, R. E. Madrid and L. Fraigi. Polymer chip-integrable piezoelectric micropump with low backpressure dependence. RSC Adv., 2015, 5, 49996–50000.
8. Zamora, M.L.; Domínguez, J.M.; Trujillo, R.M.; Goy, C.B.; Sánchez, M.A.; Madrid, R.E. Potentiometric textile-based pH sensor. Sensors and Actuators B: Chemical, 2018, vol. 260: 601-608.
9. L. Sappia, B. Felice, M.A. Sanchez, M. Martí, R. Madrid, I. Pividori. 2019. Electrochemical sensor for alkaline phosphatase as biomarker for clinical and in vitro applications. Sensors and Actuators B: Chemical, Vol. 281, 15 February 2019: 221-228.
10. Carla B. Goy, Roberto E. Chaile and Rossana E. Madrid. Microfluidics and Hydrogel: a powerful combination. Review. Reactive and Functional Polymers. Volume 145, December 2019, 104314
11. R. M. Trujillo, C. Dore, L. E. Castro, C. Grellet, F. Budeguer, D. Valdeon, M. Tirado, R. E. Madrid, A. Cattani-Scholz. Enhanced electrocatalytic behaviour of gold electrodes modified with ZnO nanoparticles through organophosphonate chemistry. Applied Surface Science 499 (2020) 143819.
12. Paula Montes, José A. Trejo González, María E. Araoz, Gabriela L. Iglesias, Ricardo M. Trujillo, Rossana E. Madrid, Adolfo M. Avila. Renewable carbon-based materials for enhanced ion concentration polarization in sustainable separation devices. Journal of Environmental Chemical Engineering. Volume 8, Issue 4, August 2020, 104001.
13. Trujillo, R.M.; Barraza, D.E.; Zamora, M.M.; Cattani-Scholz, A.; Madrid, R.E. Nanostructures in Hydrogen Peroxide Sensing. Sensors. 2021, 21, 2204. https://doi.org/10.3390/s21062204. Open Access.
14. Madrid, R.E.; Ashur Ramallo, F.; Barraza, D.E.; Chaile, R.E. Smartphone-Based Biosensor Devices for Healthcare: Technologies, Trends, and Adoption by End-Users. Bioengineering 2022, 9, 101. https://doi.org/10.3390/bioengineering9030101.
15. Felice, C.J.; Ruiz, G.A.; Saad, L.; Nanni, P.; Madrid, R.E.; Goy, C. & Zamora, M. A new method for optimising polarisation point in electrochemical impedance based measurements. J. Appl Electrochem 53, 1787–1793 (2023). https://doi.org/10.1007/s10800-023-01879-y.
16. Daniela E Barraza, Paula I Nanni, María E Bracamonte, Roberto E Chaile, Carla B Goy, Leonardo Acuña, Jorge D Marco, Rossana E Madrid. Simple and promising paper-based electrochemical platform for serological detection of American tegumentary leishmaniasis. Mem Inst Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, Vol. 119: e230149, 2024. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38359306/
17. Araoz, M.E., Madrid, R.E., Avila, A.M. Enriching and controlling the CO2 concentration level in indoor farming through electroactive 13X-filled biocarbon tubular elements. Journal of Environmental Chemical Engineering 12 (2024), 112502, ISSN 2213-3437, https://doi.org/10.1016/j.jece.2024.112502.
18. Araoz, M.E., Madrid, R.E., Avila, A.M. Electroactive tube arrays of diatomaceous silica-filled biocarbon for CO2 separation through electric swing adsorption. Sustainable Materials and Technologies. Volume 41, September 2024, https://doi.org/10.1016/j.susmat.2024.e00995
19. Fernandez, Dalma G.; Almiron Arroyo, Marcos S.; Goy, Carla B.; Felice, Carmelo J. and Madrid, Rossana E. A Low Cost, Open-Source Microcontroller Based Potentiostat with Intuitive Software for Electrochemical Measurements. IFMBE Proceedings 106, Advances in Bioengineering and Clinical Engineering. Vol. 1. 180-190. Springer. May 2024. https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-031-61960-1.
20. Goy, C.B.; Gramajo, P.C.; Fabersani Marrades, M.E.; Potolicchio, A.M.; Arroyo, M.A.; Bressán, F. and Madrid, R.E. Hollow 3D Printed Microneedles: Design and Printing Parameters Optimization. Advances in Bioengineering and Clinical Engineering. Heidelberg: SPRINGER NATURE. 2025. Vol.136 n°. p55 – 66. e-ISSN 1433-9277. https://doi.org/10.1007/978-3-032-06401-1_5.
21. Boga, L.B.A.; Gianni De Carvalho, K.; Aleman, M.N.; Almiron Arroyo, M.S.; Madrid, R.E. Paper-Based Device for the Colorimetric Determination of Glucose in Whole Blood Samples Using a Smartphone. Bioengineering 2025, 12, 1250. https://doi.org/10.3390/bioengineering12111250.
22. Belén Machin#, Estefanía S. Soliz Santander#, Agustín O. Pernicone, Eva M. M. Velez, Verónica E. Manzano, Florencia González-Lizárraga, Rossana E. Madrid, César L. Avila, Esteban Vera Pingitore, Oscar Varela*, Rosana Chehín*. Structure-based Selection of a Tetracycline Derivative for Advanced Biosensor Platforms Targeting Aggregated α-Synuclein in Parkinson’s Disease. ACS Chemical Neuroscience, Vol. 17, N° 4, pp 681.688. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschemneuro.5c00547.
23. Garay, C.E.; Mansilla, G.N.; Madrid, R.E.; González Colombres, A.; Jerez, S.J. Design and Pilot Evaluation of an IoT-Based Blood Pressure Monitoring System for Rabbits. Bioengineering 2026, 13, 384. https://doi.org/10.3390/bioengineering13040384.
CAPÍTULOS DE LIBROS
- FELICE C.J., MADRID R.E., VALENTINUZZI M.E. (2004) Signal Pick-Up. Chapter 4 in Understanding the Human Machine. A primer for Bioengineering. Series on Biomaterials and Bioengineering Vol 4, 271-298. Editado por World Scientific Publishers Co. Pte. Ltd. ISBN 981-238-930-X.
- MADRID, R.E., TREO, E.F., HERRERA, M.C. and MAYORGA MARTINEZ, C.C. (2010) Chapter 20: Electrodes. In: Handbook of Physics in Medicine and Biology. Editor: Robert Splinter. Ed.: CRC Press Taylor & Francis Group. USA. ISBN 978-1-4200-7524-3 (Hardback).
- MADRID, R.E., CHEIN, R., Chen, Ting-Hsuan and Guiseppi-Elie, Anthony. (February 27, 2017). Chapter 11: Biosensors and Nanobiosensors. In: Further Understanding of the Human Machine: a Road to Bioengineering. Editor: Valentinuzzi, M.E. Series: Series on Bioengineering and Biomedical Engineering. World Scientific Publishing Company. ISBN-10: 9813147253. ISBN-13: 978-9813147256.
- MADRID, R.E., GOY, C.B. AND GIANI. K. Exploiting smart hydrogels in biotechnological applications of microfluidics. In SMART SYSTEMS IN BIOTECHNOLOGY. 1st Edition, 2024, CRC Press, Taylor & Francis Group, Ed. Gupta, Munishwar Nath, pp 91-114, eBook ISBN 9781003328919.
CONFERENCIAS
- Biosensors in Microfluidic Devices: Recent advances and future trends
Rossana E. Madrid
Keynote speaker in: II Brazil-Argentine Microfluidics Congress, V Congreso de Microfluídica Argentina, October 22-25, 2019. Córdoba, Argentina. - ZnO Nanostructures applied in Biosensors.
Rossana E. Madrid, R. Matías Trujillo, Luciano Sappia, Mónica Tirado, David Comedi, Pablo Esquinazi and Anna Cattani-Scholz.
Materials Summit 2020. Materials Science and Engineering, August 28-30, 2020. Online Virtual Conference. - Biosensores en Dispositivos Microfluídicos: avances y tendencias futuras.
Rossana Madrid.
Encuentro Científico de Investigadores de la FACET, ECIFACET 2021. 23 al 27 de agosto de 2021. Encuentro Virtual Online. - Biosensores: Nuevas tecnologías en ayuda de la Agricultura de precisión.
Rossana E. Madrid
Mesa redonda en el V Congreso Argentino de Microbiología Agrícola y Ambiental, CAMAYA 2021. Conferencia Virtual Online. - Smart Hydrogels and Microfluidics Combination for Biomedical Applications.
Rossana E. Madrid
Keynote speaker in: I Latin America Microfluidics Congress (LAMIC 2024), August 28-30, 2024, San Carlos, Brazil.
- Biosensors in Microfluidic Devices: Recent advances and future trends
Patentes
- WO2023/214381A1 (PCT/IB2023/054715). Device and Method for the detection of biomarkers associated with neurodegenerative diseases. Inventors: Varela, O.; Chehín, R.; Ávila, C.; Socías, B.; Ploper, D.; Vera Pingitori, E.; Luong, M.; Manzano, V.; Madrid, R.; Kolender, A.; Machín, M., Pernicone, A.; Soliz Santander, E. Applicants: CONICET, UNT, SIPROSA, SKYBIO LLC, UBA. Pending.
- Patente Argentina AR101808A1 (30/09/2020). Equipo de producción continua y método de microfluídica para sintetizar nanovesículas y para encapsular nanopartículas en nanovesículas. Inventores: Policastro Lucia, Madrid Rossana, Cabaleiro Juan, Podhajcer Osvaldo, Cerda BelnBatalla Milena, Conde Alvaro. Titulares: CONICET – CNEA.
- Patente Argentina AR001348B1 (12/2000). Felice, CJ, Madrid, RE. EQUIPO PARA ANALIZAR EL CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS MIDIENDO IMPEDANCIA EN DOS FRECUENCIAS. Primera patente en la UNT donde la titularidad pertenece a la UNT y al CONICET. Primera patente licenciada por la UNT y el CONICET a una empresa privada.
- Patente Argentina AR014143B3 (12/2006). Inventores: Madrid RE, Felice CJ, Titulares: Madrid RE, Felice CJ. EQUIPO PARA ANALIZAR CONTAMINACIÓN MICROBIANA POR IMPEDANCIA Y TURBIDEZ. Gestionada a través del CONICET. Primera patente licenciada por la UNT y el CONICET a una empresa privada.
Proyectos de Investigación
- 2026-2027 Proyecto DFG de Alemania. Augmented BioImpedance Technology for Preventive diagnosis and Plant HEALTH. Proyecto en evaluación.
- 2025-2026 Proyecto FONTEC 2025 para la compra de equipamiento hasta USD20.000, para la compra de un Potenciostato y Analizador de impedancia electroquímica. SCAIT-UNT. €7890.-
- 2024-2027 Proyecto 01-PICT 2022-2022-09-00715: Desarrollo de membranas electroactivas en base a carbón renovable para aplicaciones químicas y biomédicas. IR: Dr. Adolfo Ávila. Adjudicado, sin financiamiento aún.
- 2023-2026 Proyecto PIUNSTA 2023: Dispositivo microfluídico transdérmico para diagnóstico y terapia in-situ. Directora: Dra. Carla Goy. $150.000/año.
- 2023-2026 Proyecto PIUNT 26/E730: Desarrollo de nuevas tecnologías en biosensores y dispositivos microfluídicos para aplicaciones biomédicas, en agricultura y cuidado del medioambiente. $100.000.-/año.
Integrantes del grupo
Investigadores
Investigadora Principal, CONICET
Prof. Titular FACET-UNT.
email: labian2013@gmail.com
Dra. Goy, Carla Belén
Investigadora Asistente CONICET
Jefe de Trabajos Prácticos, FBQF-UNT
email: carla.goy@unsta.edu.ar
Perfil Académico:
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6920-4269
Personal de Apoyo
Dra. Potolicchio, Agostina María
Profesional Adjunto CONICET
Jefe de Trabajos Prácticos
email: ampotolicchio@herrera.unt.edu.ar
Perfil Académico:
ORCID: https://orcid.org/0009-0005-4400-2539
Becarios
Ing. Biom. Almirón Arroyo, Marcos Sebastián
Becario Doctoral CONICET
email: marcossebastianalmironarroyo@gmail.com
Perfil Académico:
ORCID: https://orcid.org/0009-0006-0827-0736
Ing. Biom. Boga, Lara Bianca Agostina
Becaria Doctoral CONICET
email: marcossebastianalmironarroyo@gmail.com
Perfil Académico:
ORCID: https://orcid.org/0009-0006-0827-0736
Colaboradores Estudiantiles
Lorandi, Luciana María
Tesinista/Becaria Estudiantil SCAIT UNT
email: lucianalorandi5@gmail.com
Olmos, Micaela Soledad
Estudiante Ingeniería Biomédica UNT-Tesinista
email: micaelasoledadolmos@gmail.com
Varela, Leila Sofía
Estudiante Ingeniería Biomédica UNT-Tesinista
email: leilasofiavarela@gmail.com
Vargas Ibañez, Paula Daniela
Estudiante Ingeniería Biomédica UNT-Tesinista
email: danpau1997@gmail.com
Rosales, Matías Ezequiel
Estudiante Ingeniería Biomédica UNT-Tesinista
email: r.matiasssexe@gmail.com
Recursos Humanos Formados
Doctorado
Dr. Trujillo, Matías
CONICET
email: rmatias.trujillo@gmail.com
Doctorado
Dr. Zamora, Martín Lucas
CONICET
email: mzamora@herrera.unt.edu.ar
Doctorado
Dr. Conde, Álvaro José
CONICET
email: aconde85@gmail.com
Doctorado
Dra. Nanni, Paula Inés
CONICET
email: paulananni@gmail.com
Doctorado
Dr. Chaile, Roberto Ezequiel
CONICET
email: rechaile@gmail.com
Doctorado
Dr. Sappia, Luciano
CONICET
email: lucsappia@gmail.com
Doctorado
Dra. Mayorga Martínez, Carmen Clotilde
CONICET
email:
Doctorado
Dra. López, María Lorena
CONICET
email:
Palabras clave: biosensores, nanoestructuras, sistemas microfluídicos en papel y polímeros, microfluidica
