Diseño de plataformas electroanalíticas basadas en un material híbrido de nanotubos de carbono funcionalizados con avidina y nanopartículas de rutenio como nanoenzima dual con actividad peroxidasa y propiedades de reconocimiento supramolecular

GALLAY, PABLO; EGUÍLAZ, MARCOS; RIVAS, GUSTAVO

Santa Rosa

Conferencia; Congreso Argentino de Quimica Analitica; 2019

Asociacion Argentina de Quimica Analitica

En la última década, las nanoenzimas (o enzimas artificiales) han surgido como nanomateriales que poseen actividad pseudoenzimática e importantes ventajas en términos de estabilidad y costo en comparación con las enzimas naturales1. La posibilidad de diseñar estos nanomateriales con propiedades específicas mediante la manipulación racional de su composición y funcionalidades representa una interesante alternativa para el desarrollo de novedosas plataformas con propiedades electroconductoras idóneas y aptas para la inmovilización estable y selectiva de biomoléculas con interesantes aplicaciones biosensoras. En este sentido, el empleo de nanomateriales híbridos ha despertado un gran interés debido a que han mostrado propiedades mejoradas respecto de sus componentes individuales2.En este trabajo se plantea el desarrollo de una nueva nanoenzima dual que conjuga una excelente actividad peroxidasa junto con propiedades de reconocimiento supramolecular de residuos biotinilados. Se describe el diseño, optimización y caracterización de nuevas superficies bioelectródicas basadas en un material híbrido de nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados no covalentemente con avidina (MWCNTs-Av) y nanopartículas de rutenio (RuNPs). La preparación de la bioplataforma óptima se realizó mediante la modificación de carbono vítreo (GCE) con la dispersión MWCNTs-Av (0,5 mg mL-1 MWCNTs en 1,0 mg mL-1 Av preparada en 50:50 V/V etanol:agua sonicado durante 5,0 min) (GCE/MWCNTs-Av), y posterior electrodeposición de RuNPs (50 ppm RuCl2 a -0,600 V durante 15 segundos) (GCE/MWCNTs-Av/RuNPs). La plataforma GCE/MWCNTs-Av/RuNPs demostró un efecto sinérgico importante hacia la reducción de H2O2, comparado con la respuesta obtenida con plataformas modificadas con los componentes individuales (GCE/MWCNTs-Av y GCE/RuNPs), permitiendo la detección de H2O2 con un amplio intervalo lineal entre 5,0 x 10-7 M y 1,75 x 10-3 M, y un límite de detección de 65 nM. Además, como prueba de concepto, la plataforma híbrida GCE/MWCNTs-Av/RuNPs demostró excelentes propiedades para el reconocimiento supramolecular de glucosa oxidasa biotinilada (biot-GOx) a través de la interacción específica avidina-biotina, permitiendo la construcción del biosensor GCE/MWCNTs-Av/RuNPs/biot-GOx para la detección de glucosa con una sensibilidad de (343 ± 2) µA M-1, un intervalo lineal entre 2,0 x 10-5 M y 1,23 x 10-3 M, y un límite de detección de 3,3 µM. La bioplataforma resultante fue aplicada exitosamente a la cuantificación de glucosa en muestras bebidas, mostrando una excelente correlación con los valores informados.