Desarrollo de un biosensor enzimático para la detección de compuestos fenólicos en efluentes urbanos

SCHMUCK, J.; HERNÁNDEZ, S.R.; KERGARAVAT, S.V.; RENO, U.; REGALDO, L.; GAGNETEN, A.M.

Mar del Plata

Congreso; VIII Congreso Argentino de la Sociedad de Toxicología y Química Ambiental; 2022

Universidad Nacional de Mar del Plata

Los derivados de fenol son productos químicos utilizados en la fabricación de productoscomerciales e industriales. Pueden ser tóxicos para animales y humanos y algunos son disruptores hormonales. La ley Provincial de Santa Fe N°11.220 reglamenta los límites para la descarga de fenoles en efluentes cloacales: obligatorio 50 µg L-1 y obligatorio sin tratamiento 500 µg L-1. Los compuestos fenólicos se detectan por métodos colorimétricos, fotométricos y cromatográficos, que requieren de instrumental costoso y prolongado tiempo de análisis. Contrariamente, los métodos basados en biosensores enzimáticos son económicos y brindan información analítica en tiempo real. Enzimas que catalizan la oxidación de compuestos fenólicos a quinonas se incorporan en biosensores para generar señales electroquímicas a bajos potenciales, donde las reacciones rédox de las especies interferentes son insignificantes. El objetivo del trabajo fue desarrollar un biosensor electroquímico enzimático para determinar compuestos fenólicos para su posterior detección en efluentes urbanos. Se ensayaron enzimas, inmovilizándolas por adsorción directa sobre electrodos impresos comerciales de grafito y de grafeno: tirosinasa, actividad: 1 a 100 U; lacasa: 0,002 a 0,14 U; y peroxidasa: 0,6 a 18,6 U; cubiertas por una membrana polimérica de nafion (0,1 a 0,5%) generada in situ. Se ensayaron fenol, catecol e hidroquinona en buffer 50 mM fosfato de sodio y 100 mM cloruro de potasio (pH 6), con tiempo de análisis de 3 minutos. El biosensor más sensible fue a base de grafito modificado con tirosinasa (53 U) y nafion (0,1%). Se detectó la señal analítica mediante voltametrías de onda cuadrada y de pulso diferencial (300 a – 300 mV), resultando la última la más sensible, con una curva de calibrado de hidroquinona (tomada como compuesto modelo) en el rango de 5,5 a 100 mg L-1 con R2 0,98 (n=3). Para demostrar la aplicabilidad del método se analizaron muestras (previamente filtradas y acondicionadas en fuerza iónica y pH) de efluentes urbanos crudos y tratados en las lagunas facultativas secundarias de la planta de tratamiento de San Justo. Si bien fueron negativas, se obtuvieron resultados positivos y discrepantes entre las muestras al enriquecerlas con hidroquinona, lo que demuestra la presencia de efecto matriz. Esto nos compromete a optimizar el pretratamiento de la muestra, considerando un paso optimizar el pretratamiento de la muestra, considerando un paso de preconcentración, y a mejorar el rendimiento del biosensor para lograr un menor límite de detección.