Nuevos biosensores nanoestructurados conteniendo grafeno y alcohol deshidrogenasa para la cuantificación de etanol en muestras reales.

FABIANA ANDREA GUTIERREZ, MARIA DOLORES RUBIANES, GUSTAVO ADOLFO RIVAS.

Mendoza

Congreso; VII Congreso Argentino de Química Analítica; 2013

Asociación Argentina de químicos Analíticos

El grafeno (Gr) es un material de carbono compuesto por nanoláminas de carbono 2D [1] Desde su descubrimiento por Geim et al. en 2004, ha recibido enorme atención debido a su excelente conductividad eléctrica, su gran área superficial, y su facilidad y bajo costo de producción, por lo que se ha convertido en una alternativa interesante para el desarrollo de dispositivos electrónicos [2] y sensores electroquímicos [3]. Los sensores electroquímicos basados en el grafeno presentan un mejor rendimiento en comparación con carbono vítreo, grafito y en algunos casos, que los nanotubos de carbono, principalmente debido a que los defectos de borde están más expuestos en las nanoláminas de grafeno que en otros materiales de carbono En cuanto al Gr, se sintetizará a partir de grafito según el protocolo de Hummers modificado [4,5]. En este trabajo se discute y estudia la factibilidad de emplear este nuevo material compósito de grafeno para desarrollar nuevos bioelectrodos enzimáticos para etanol usando Alcohol deshidrogenasa (ADH). El electrodo de pasta de grafeno (GrPE) y de carbono  grafito (CPE) conteniendo la enzima fueron preparados de la siguiente manera : 10,0 % P/P de ADH, 10,0 % P/P de NAD+, 30,0 % P/P de aceite mineral y 50,0 % P/P de material de carbono: para la pasta de grafeno ((25,0% de Gr y 25% grafito) (GrPE-ADH-NAD+)) o 50,0 % P/P para la pasta de grafito (CPE-ADH-NAD+). Se realizaron voltamperogramas hidrodinámicos para etanol 1,0 x 10-5 M sobre GrPE-ADH-NAD+ y sobre CPE-ADH-NAD+, observándose una transferencia de electrones mucho más eficiente entre NADH y el GrPE que sobre CPE, siendo esta respuesta 12 veces mayor que sobre CPE . A partir de los voltamperogramas hidrodinámicos se seleccionó 0,450 V como potencial óptimo para la detección de NADH. Además se realizaron registros amperométricos a este potencial para agregados de etanol  1 x 10-3 M. La respuesta sobre el electrodo conteniendo Gr es mucho más rápida y sensible que sobre CPE, obteniendose un valor de sensibilidad de (21 ± 2) µAM-1. Este bioelectrodo de grafeno también fue utilizado para analizar la cantidad de etanol en diferentes bebidas alcohólicas: vino blanco Benjamin Bodegas Nieto Senetiner, Champagne MUMM, Bacardi gold crafted rum y  Fernet Branca. En todos los casos la respuesta del biosensor es rápida y bien definida, estando de acuerdo con los niveles de contenido alcohólico informados en estas bebidas. Los resultados presentados en este trabajo demuestran que GrPE representa una alternativa muy válida para el desarrollo de biosensores enzimáticos y posibilita una manera rápida, simple y eficiente de utilizar materiales nanoestructurados en el diseño de nuevos biosensores.