Determinación indirecta de cobre en un sensor bioanalítico microfluído utilizando penicilamina como agente quelante

BERTOLINO, FRANCO A; MARTÍNEZ, NOELIA A.; HENESTROSA, CECILIA M.; MESSINA, GERMÁN A.; RABA, JULIO

Congreso; 6to Congreso Argentino de Química Analítica.; 2011

La penicilamina (ácido 2-amino-3-mercapto-3-metilbutanóico) (PA) es un aminoácido no fisiológico que contiene un grupo –SH en su estructura química y pertenece a la familia de los aminotioles. Estructuralmente se relaciona con el aminoácido cisteína, por lo que se la conoce como B,B-dimetilcisteína. Este compuesto es un producto de degradación de la penicilina [[i]] pero no presenta actividad antimicrobiana. Existe en sus formas enantioméricas D y L, las cuales muestran diferentes propiedades biológicas y toxicológicas. La PA es un medicamento que se ha utilizado durante muchos años en el tratamiento de varias enfermedades reumáticas, particularmente la artritis reumatoide. También ha sido clasificada como un agente quelante metálico utilizada en el tratamiento de la enfermedad de Wilson, una enfermedad genética que resulta en los excesivos depósitos de cobre en los tejidos del cuerpo [[ii]]. La Tirosinasa (monofenol monooxigenasa) (EC1.14.18.1; número CAS: 9002-10-2) es una enzima presente en tejidos de plantas y animales que cataliza la o-hidroxilación de monofenoles (actividad monofenolasa) y la oxidación de o-difenoles (Q) a o-quinonas (P) (actividad difenolasa) [[iii]]. Esta enzima se ha utilizado ampliamente en el desarrollo de biosensores para la detección de compuestos fenólicos [[iv][v]–[vi]]. El principio de medida de este biosensor para la determinación indirecta de cobre se basa en que primero, se inmovilizó la enzima tirosinasa sobre vidrio de porosidad controlada modificado con grupos 3-aminopropilo (APCPG) depositado en el canal central del sistema microfluido, convirtiendo el catecol (Q) en o-quinona (P), el cual es nuevamente reducida a Q sobre la superficie de un electrodo de oro a -150 mV vs Ag. En segundo lugar, con la adición de PA se suprimió el proceso de reciclaje del sustrato entre la enzima tirosinasa y el electrodo debido a una reacción química de tipo Michel entre P y PA. Por tanto, el principio de detección es similar al usado en biosensores con diferentes sustratos que compiten por el mismo sitio activo [[vii]]. En tercer lugar, al adicionar cobre en su estado cúprico, este reacciona con PA formando un quelato y por consiguiente, inhibiendo la supresión del proceso de reciclaje del sustrato mencionada anteriormente. De esta manera, la concentración de cobre en nuestro sistema va a ser directamente proporcional a la corriente obtenida en el detector amperométrico. En este trabajo, nosotros aplicamos este biosensor microfluido para la determinación indirecta de cobre en formulaciones parenterales, usando detección electroquímica en un formato de biochip.