“Biosensores de papel modificados con Metal-Organic Frameworks MIL-125-NH2 y UiO-66-NH2 para la determinación de Ácido Ascórbico”

SOFÍA PIGUILLEM; GOMEZ, GERMAN E.; GALO J. A. A. SOLER-ILLIA; JULIO RABA; MARTÍN F. BALDO; GERMÁN MESSINA

Corrientes

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Universidad Nacional del Nordeste

El ácido L-ascórbico (AA) es una vitamina hidrosoluble esencial en diversos procesos de oxidación y reducción en el ser humano, y en caso de su deficiencia extrema se produce el escorbuto, que responde rápidamente al efecto terapéutico del ácido ascórbico. Durante varios años se ha estudiado la posible utilidad del AA en la prevención y tratamiento del resfriado común, cáncer y procesos como el envejecimiento, la infertilidad y las enfermedades del colágeno, por lo que es relevante desarrollar una herramienta analítica sensible y sencilla para la determinación del contenido de AA en muestras farmacéuticas1. En los últimos años, las redes metal-orgánicas, o mejor conocidas como Metal-Organic Frameworks (MOFs), han sido exploradas en ciencias de materiales debido a sus potenciales ventajas frente a otros materiales porosos tradicionales2. Entre las cualidades únicas de los MOFs podemos mencionar sus arquitecturas cristalinas definidas, síntesis escalable y reproducible y sus elevadas capacidades para aumentar el área superficial cuando los mismos están funcionalizados con grupos reactivos3.Si bien las aplicaciones tradicionales de estos materiales se basan en emplear el efecto de confinamiento debido a sus canales para adsorciones y/o catálisis, existe una amplia variedad de aplicaciones tales como drug-delivery y sensores de diversos analitos (VOCs, explosivos, biomoléculas, etc )4. Por otro lado, los biosensores ofrecen múltiples cualidades, en el caso de este trabajo proponemos modificar covalentemente biosensores de papel con dos MOFs aminofuncionalizados, MIL-125-NH2 (Ti) y UiO-66-NH2 (Zr), ambos de estructura cristalina perfectamente conocida (ver Figura 1). Ambos materiales fueron caracterizados por microscopía electrónica de barrido y detección de energía dispersiva, difracción de rayos X de polvos, espectroscopía infrarroja y análisis térmico. De esta manera, aprovechando que MIL-125-NH2 y UiO-66-NH2 poseen intrincadamente grupos aminos, esto favorece su inmovilización sobre el papel y posteriormente el anclaje covalente de la enzima peroxidasa de rábano picante (HRP). A continuación, los dispositivos fueron utilizados para la determinación cuantitativa del antioxidante AA. La enzima HRP, en presencia de peróxido de hidrógeno (H2O2), cataliza la formación de resorufina, altamente fluorescente a partir de ADHP, la cual se midió por fluorescencia inducida por láser (LIF), utilizando excitación a 550 nm y monitoreando su emisión a 580 nm. Cuando el AA es agregado a la solución, previene la formación de resorufina, actuando además como mediador de HRP, disminuyendo la intensidad de fluorescencia en forma proporcional al incremento de su concentración. Por lo tanto, la fluorescencia medida es inversamente proporcional a la concentración de AA. Este método permitió determinar AA en rangos de concentraciones de 5 a 0,04 µM para MIL-125-NH2, y 15 y de 1,5 a 0,05 µM para UiO-66-NH2 respectivamente, con límites de detección de 0,01 µM para MIL-125-NH2 y 0,014 µM para UiO-66-NH2 para la cuantificación de AA. En base a los resultados obtenidos, podemos concluir que tanto MIL-125-NH2 y UiO-66-NH2 pueden ser considerados excelentes plataformas para la modificación de sensores de papel aplicados con éxito al análisis del contenido de AA en formulaciones farmacéuticas.1.Dhara, K., & Debiprosad, R. M. (2019). Analytical biochemistry, 586, 113415.2.Gomez, G. E., & Roncaroli, F. (2020). Inorganica Chimica Acta, 119926.3.Liu, D., Gu, W., Zhou, L., Wang, L., Zhang, J., Liu, Y., & Lei, J. (2021). Chemical Engineering Journal, 131503.4.Gomez, G. E., dos Santos Afonso, M., Baldoni, H. A., Roncaroli, F., & Soler-Illia, G. J. (2019). Sensors, 19(5), 1260.