Óxido de grafeno reducido in situ vía polimerización de catecoles como plataforma base para la construcción de (bio)sensores electroquímicos.

ANTONELLA E. MONTEMERLO, GUSTAVO A. RIVAS, MARÍA D. RUBIANES.

La Plata

Congreso; VIII Congreso Argentino de Química Analítica; 2015

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

La combinación de estructuras con diferentes característicasquímicas permitemodular las propiedades del material final y tiene la ventaja de lograr materiales híbridos con nuevas funcionalidades y dirigidos a unfin específico. En este escenario los nanomateriales, y entre ellos elgrafeno, combinados con biopolímeros resultan de enorme interés para suaplicación en dispositivos con propiedades multifuncionales.Eneste trabajo se presenta una alternativa simple y versátil de obtención de unmaterial híbrido  3D, basado en lareducción de óxido de grafeno (GrO) a través de lapolimerización ?in situ? de monómeros catecólicos. Se estudia la naturaleza delmonómero de partida para la generación de los biopolímeros correspondientes, mediadopor ultrasonido, y su capacidad de reducir al GrO. La oxidación del núcleo catecol lleva a la formación de polímeros melánicoscon alta reactividad debido a sus unidades indólicas fácilmente oxidables yreducibles. Medianteuna cuidadosa caracterización electroquímica y espectroscópica se demuestra lapolimerización ?in situ? del catecol,generando un polímero electroactivo y perm-selectivo hacia especies aniónicas. Elhíbrido sintetizado e inmovilizado sobre electrodos de carbono vítreo (GCE) demuestra una mejoradaperformance hacia la reducción de peróxido de hidrógeno respecto del materialde partida. Las condiciones óptimas de preparación se lograron ultrasonicando 60minutos 1,0mg/mL de GrO con 1,0mg/mL de L-Dopa en una solución de buffer Tris 0,01MpH8,6 para favorecer la autopolimerización.Elelectrodo GCE/GrOred-poliL-Dopa resultante presenta una excelenteperformance para la detección amperométrica de peróxido de hidrógeno a -100mV.En esas condiciones se obtuvieron sensibilidades de: (68±2) μA/M, con rangolineal desde 2,0x10-4M hasta 6,0x10-3M, reproducibilidaddel 3% y límite de detección de 6,5 μM. Además, debido a que el biopolímerogenerado in situ tiene carga negativaen las condiciones de trabajo, no presenta interferencias de sustanciasfácilmente oxidables en muestras biológicas, tales como ácido ascórbico y ácidoúrico. Esto último, sumado al hecho de que el híbrido obtenido presentanumerosos grupos reactivos disponibles para la inmovilización de diferentesbiomoléculas lo convierten en un material sumamente atractivo y promisorio paraaplicaciones en el campo de los biosensores electroquímicos.