Biosensor de tercera generacion para la determinacion de peróxido de hidrógeno basado en la enzima peroxidasa de soja y óxido de grafeno reducido químicamente

C. H. DÍAZ NIETO; A. M. GRANERO; M. A. ZON; H. FERNANDEZ

Cancún

Congreso; VI Congreso Iberoamericano de Química Analítica y Encuentro de Química Ambiental; 2016

Universidad Autónoma del Estado de México

El peróxido dehidrógeno (H2O2)es producido durante la oxidación de diferentescompuestos biológicos, por ejemplo: la glucosa, que reacciona con oxígeno enpresencia de la glucosa oxidasa.  El problema que genera el H2O2  se ocasiona a través de su fácil conversión alradical hidroxilo (OH.), ya sea por su exposición a la luzultravioleta o por interacción con iones de metales detransición. Varias técnicas han sido utilizadas para la determinación de H2O2,tales como fluorometría, volumetría, quimioluminiscencia, espectrofotometría yelectroquímicas.En estetrabajo se discute el desarrollo de un biosensor enzimático de tercerageneración para la cuantificación de H2O2, empleando comoelemento de bio-reconocimiento la enzima peroxidasa de soja (EPS). El óxido degrafeno reducido químicamente (OGRQ) se sintetizó a través de la reducciónquímica del óxido de grafeno (OG) con hidracina. Una mezcla del OGRQ y la EPS sedepositó sobre la superficie de un electrodo de carbono vítreo (CV) y se secó a35 ºC en una estufa. Las condiciones óptimas se determinaron a través de undiseño experimental de superficies de respuesta (diseño central compuesto). Las medidas experimentalesfueron realizadas en solución reguladora de fosfato 0,1 M de pH 7,0. Los voltamperogramascíclicos del biosensor mostraron dos picos de reducción, a - 0,3 V y 0,2 V.  El primer pico, que correspondería a ladescarga electroquímica del grupo hemo de la EPS no mostró un pico anódicocomplementario, cuando se invirtió la dirección del barrido de potencial. Elsegundo pico de reducción y su pico anódico complementario corresponderían a lareducción/oxidación del compuesto I (Cp I) de la EPS. Las corrientes de picopara la descarga del Cp I mostraron una dependencia lineal con la velocidad debarrido del potencial, indicando que la reacción redox es un procesosuperficial. Se determinó una concentración superficial electroactiva de (1,1 ±0,2) x10-10 mol cm-2, lo que representa sólo un 7,5 % dela cantidad total de enzima depositada. Además, este valor se corresponderíacon el recubrimiento esperado para una monocapa de enzima adsorbida. Sedeterminó un valor de 0,66 para el coeficiente de transferencia de carga (a) y una constante de velocidad de transferencia decarga, kTE, de 0,082 s-1 para la descarga electroquímicadel Cp I. Las medidasamperométricas se realizaron a un potencial de - 0,09 V vs. Ag/AgCl (3M NaCl).El biosensor mostró una respuesta lineal en el intervalo de concentraciones de2,5 x 10-7 a 3,0 x 10-6 M, con una sensibilidad de 4,0 x 10-3A M-1 y un límite de detección de 5 x 10-8 M (calculado en función del desvío estándar de laconcentración predicha para una muestra de blanco). La constanteaparente de Michaellis Menten, KM,ap, de la EPS adsorbida sobre elelectrodo fue de 1,6 x 10-6 M. La presencia de ácido úrico, ácidoascórbico, glucosa y dopamina no interfieren en la detección de H2O2.Presenta una reproducibilidad del 9%, repetibilidad del 4% y una buenasensibilidad hacia la determinación de H2O2.