Desarrollo de un inmunosensor electroquímico basado en fagos conjugados con nanocristales de CdS para la detección de molinato en aguas de río

DI TOCCO, AYLEN; ZON, MARÍA A.; FERNÁNDEZ, HÉCTOR; ARÉVALO, FERNANDO J.; PORCAL, GABRIELA VALERIA; ROBLEDO, SEBASTIÁN N.

Corrientes

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

En la actualidad es necesario el desarrollo de nuevas herramientas analíticas, las que sean sólidas, sensibles y fiables. Los biosensores electroquímicos son una alternativa para la detección de diferentes analitos en muchas aplicaciones.1 Debido a que los nanocristales de CdS (NC CdS) permiten su conjugación con biomoléculas, estos pueden emplearse como marcadores electroquímicos para desarrollar bioensayos sensibles.2 Por otro lado, péptidos seleccionados a partir de bibliotecas peptídicas expresadas en fagos pueden ser utilizados como sustitutos de los haptenos tradicionales. Estos péptidos expresados en fagos pueden seleccionarse para generar ensayos de inmuno-detección no competitivos de moléculas pequeñas, como lo son los herbicidas.Resultados: Se desarrolló un inmunosensor electroquímico no competitivo para la detección del herbicida molinato empleando un conjugado basado en fagos unidos con NC CdS (fago/NC CdS) como una novedosa alternativa a los conjugados tradicionales. Como técnica electroquímica se utilizó la voltamperometría de onda cuadrada con redisolución adsortiva. Se utilizaron NC CdS como marcadores de fagos recombinantes (de la familia M13), los que expresan un péptido seleccionado por pruebas de bioafinidad que reconoce específicamente el inmunocomplejo de molinato con su anticuerpo monoclonal anti-molinato. El inmunosensor electroquímico fue desarrollado a parir de la unión covalente del anticuerpo sobre la superficie de un electrodo de carbono vítreo. Para ello, se realizó una funcionalización del electrodo de carbono vítreo mediante electrografting de p-nitroanilina 3 mM aplicando voltamperometría cíclica (VC) entre 0 y 1,25 V a una velocidad de barrido de 10 mV/s en una solución 0,1 M LiClO4. Posteriormente, el grupo -nitro sustituyente fue reducido electroquímicamente por VC entre 0,4 y -1,4 V a una velocidad de 100 mV/s en 0,1 M KCl, dando lugar a la formación de grupos amina sustituyentes. Estos grupos amina permitieron la unión covalente del anticuerpo monoclonal anti-molinato, dando lugar a la formación del inmunosensor electroquímico. Se estudiaron todos los parámetros involucrados en el desarrollo del inmunosensor electroquímico, como así también de la incubación de molinato y de fago/NC CdS. La detección y cuantificación de molinato se realizó por disolución de los NC CdS en 0,1 M HCl. El Cd+2 liberado fue detectado por voltamperometría de redisolución anódica de onda cuadrada a un potencial de acumulación (Eac) de -0,95V durante 300 s. Se optimizaron todas las variables experimentales involucradas en la construcción del inmunosensor electroquímico. El límite de detección alcanzado por el inmunosensor electroquímico fue 20 pg mL-1, con una concentración de saturación media (EC 50) = 43 pg mL-1. Se determinó molinato en muestras de aguas de rio contaminadas exprofeso. Se obtuvieron recuperaciones cercanas al 100 %. Por otra parte, el inmunosensor electroquímico fue validado frente a cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Se analizaron por ambas metodologías las mismas concentraciones estándar de molinato. Se encontró una variación entre ambas metodologías inferior al 10 %, indicando el muy buen funcionamiento del inmunosensor electroquímico para la determinación de molinato.