Biosensor de papel modificado con Metal-Organic Frameworks MIL-125 y UiO-66 aminofuncionalizados para la determinación de Ácido Ascórbico

PIGUILLEM, SOFÍA V.; GALO SOLER ILLIA; J. RABA; FERNANDEZ BALDO, MARTIN; MESSINA GERMÁN A.

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

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 farmacéuticas 1. Metal-Organic Frameworks (MOFs), son uno de los nuevos materiales con mayores ventajas que se han sintetizado en los últimos años. Entre las mismas podemos mencionar su estructura cristalina definida, la síntesis sensilla y su elevada capacidad para aumentar el área superficial cuando los mismos están funcionalizados con grupos reactivos 2. Si bien las aplicaciones cotidianas de estos materiales se basan en utilizar sus canales para adsorciones o catálisis, existe una amplia variedad de posibles aplicaciones como sensores debido a la versatilidad de los mismos. Por otro lado, los biosensores basados en papel ofrecen tantas cualidades como usos se les quiera dar, tal es el caso de este trabajo donde proponemos modificar covalentemente biosensores de papel con dos MOFs, MIL-125 (con el metal Ti) y UiO-66 (con el metal Zr), ambos de estructura cristalina perfectamente conocida (caracterizados por microscopía electrónica de barrido y detección de energía dispersiva, Fig.1). MIL-125 y UiO-66 fueron aminofuncionalizados para favorecer su inmovilización sobre el papel y posteriormente para la inmovilización 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 550nm y emisión a 580nm. 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-15 y de 1,5 a 0,05 µM para UiO-66 respectivamente, con límites de detección de 0,01 µM para MIL-15 y 0,014 µM para UiO-66 para la cuantificación de AA. En base a los resultados obtenidos, podemos concluir que tanto MIL-125 y UiO-66 pueden ser considerados excelentes materiales para la modificación de sensores de papel aplicados con éxito al análisis del contenido de AA en formulaciones farmacéuticas.