Nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados no covalentemente con poliarginina: una sencilla alternativa para la construcción de biosensores de etanol autointegrados

GALLAY, PABLO; EGUÍLAZ, MARCOS; RIVAS, GUSTAVO A.

Santa Rosa

Congreso; Congreso Argentino de Quimica Analitica; 2019

Asociacion Argentina de Quimica Analitica

Los biosensores electroquímicos basados en enzimas deshidrogenasas han atraído una considerable atención debido a que poseen ventajas inherentes en comparación con las enzimas oxidasas, ya que son independientes del oxígeno, más específicas y son aplicables a una gran variedad de sustratos1. Sin embargo, la gran limitación de los sistemas biosensores basados en deshidrogenasas es que, al contrario que las oxidasas, no poseen el cofactor NAD+ integrado en su estructura tridimensional, por lo que es necesaria su inclusión en el electrolito soporte para realizar cada determinación, convirtiéndolas en lentas y costosas2. En este sentido, para la construcción de este tipo de biosensores se necesitan nuevas estrategias que permitan el íntimo contacto enzima-cofactor y su total integración en la superficie electródica.En este trabajo se describe la preparación de un biosensor de etanol basado en el empleo de carbono vítreo (GCE) modificado con nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados no covalentemente con poliarginina (MWCNTs-Polyarg) como plataforma para la coinmovilización robusta de la enzima alcohol deshidrogenasa (ADH) y el cofactor NAD+. La plataforma GCE/MWCNTs-Polyarg se preparó por modificación de electrodo con una dispersión MWCNTs-Polyarg obtenida con 0,75 mg mL1 de MWCNTs y 1,0 mg mL-1 de Polyarg (en agua desionizada) aplicando ultracavitación durante 5,0 min con una sonda de ultrasonidos. GCE/MWCNTs-Polyarg demostró una notable actividad electrocatalítica hacia la oxidación de NADH permitiendo su determinación con un amplio intervalo lineal entre 1,0 x 10-6 M y 6,0 x 10-4 M, una sensibilidad de (19,9 ± 0,2) µA mM-1, y un límite de detección de 83 µM. Estas excelentes propiedades junto con la capacidad de la Polyarg para acumular especies aniónicas3, permitió la construcción de un biosensor completamente integrado mediante la coinmovilización de ADH y NAD+ sobre la plataforma GCE/MWCNTs-Polyarg. La bioplataforma óptima fue preparada mediante la deposición de una alícuota de 20 µL de una solución que contenía 81 U mL-1 de ADH y 5,0 x 10-3 M de NAD+, y posterior evaporaración el solvente a temperatura ambiente. El biosensor GCE/MWCNTs-Polyarg/NAD+-ADH permitió la determinación de etanol con un tiempo de respuesta de 8s, un intervalo lineal entre 5,0 x 10-6 M y 1,0 x 10-4 M, una sensibilidad de (1487  6) A M-1, un límite de detección de 0,65 µM y una reproducibilidad del 5,5%, siendo aplicado exitosamente para la cuantificación de etanol en diferentes bebidas alcohólicas comerciales.