INVESTIGADORES
GONZALEZ graciela alicia
congresos y reuniones científicas
Título:
Respuesta amperométrica y materiales mesoporosos en la determinación de biomoléculas: resultados experimentales y numericos
Autor/es:
GONZALEZ GRACIELA ALICIA
Lugar:
Barcelona - España
Reunión:
Otro; Seminarios Departamento de Química Física - Universidad de Barcelona; 2010
Institución organizadora:
Departamento de Química Física - Universidad de Barcelona
Resumen:
Hemos venido trabajando en desarrollar dispositivos capaces de determinar moléculas
de interés clínico y medio ambiental en forma directa. Para este fin se han utilizado
membranas mesoporosas con el objetivo de utilizar la capacidad de una molécula o ion,
basado en su carga o tamaño, de atravesar dicha membrana parcialmente bloqueada por
un analito, evitando así el uso de marcadores y facilitando la transducción directa de un
fenómeno fisicoquímico en una señal eléctrica procesable. Para optimizar el diseño de
estos dispositivos nos hemos valido de un modelo computacional capaz de predecir la
respuesta electroquímica del mismo.
El sistema aquí presentado comprende una celda electroquímica con tres electrodos
(trabajo, contra y referencia), en la cual se interpone una membrana porosa, el volumen
entre el electrodo de trabajo y la membrana se llena con solución reguladora y el
volumen entre la membrana y el contraelectrodo se llena con una solución electroactiva;
se deja que esta solución difunda hacia el electrodo de trabajo a través de la membrana,
por lo que la concentración de las especie electroactiva sobre el electrodo de trabajo y
cualquier señal eléctrica generada sobre éste, en particular la corriente de pico generada
por voltametría cíclica y por voltametría de onda cuadrada, dependerá del tiempo de
difusión, de la distancia entre electrodo de trabajo y membrana, y del transporte a través
de la membrana. Los iones de la solución electroactiva que logran atravesarla tienen un
tamaño menor que sus poros o no interactúan químicamente con ella o con agentes de
reconocimiento adsorbidos sobre la misma. Experimentalmente la membrana fue
bloqueada mecánicamente empleando barniz aislante o químicamente mediante
reacciones de reconocimiento bien caracterizadas como HRP-antiHRP y avidinabiotina.
El sistema propuesto para el modelo numérico computacional se ha basado en las
ecuaciones de Nernst Plank para el transporte iónico y Poisson para el campo eléctrico,
y la corriente en el electrodo de trabajo se determinó mediante la ecuación de Butler
Volmer, los resultaron obtenidos se validaron respecto de valores teóricos esperados y
experimentales obtenidos. Este modelo permitió además seleccionar los parámetros
óptimos de trabajo experimental.
Los resultados presentados abren la discusión al efecto de la relación entre el tamaño
del poro, del analito y de la especie electroactiva, en la respuesta del sistema, así como
en el modo en que se bloquean los poros y el uso de otros materiales nanoestructurados.