Interacción entre triptófano y quitosano en solución y en electrodos de carbono vítreo caracterizada por fluorescencia y por métodos electroquímicos

RODRIGO E. GIMÉNEZ; VERÓNICA I. PAZ ZANINI; BEATRIZ LÓPEZ DE MISHIMA; CLAUDIO D. BORSARELLI

Córdoba

Congreso; IX Encuentro Latinoamericano de Fotoquímica y Fotobiología; 2012

Universidad Nacional de Rio Cuarto

El triptófano es un aminoácido esencial para el ser humano, que cumple un papel clave como precursor de diversos compuestos químicos importantes para la salud humana. El quitosano es un polisacárido lineal compuesto de unidades de ß-N-acetil-D-glucosamina y ßD-glucosamina, distribuidas aleatoriamente (con un 50% o más de esta última). En este trabajo se estudia, mediante voltamperometría cíclica, la electro-oxidación de triptófano sobre electrodos de carbono vítreo modificados con una película de quitosano. Por su parte, las propiedades eléctricas del electrodo modificado se evalúan usando espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS, por sus siglas en inglés). Se emplean además las técnicas de espectroscopía de fluorescencia, anisotropía y conteo de fotones correlacionados en el tiempo (TCSPC, por sus siglas en inglés) para evaluar la posible interacción y/o asociación entre el triptófano y el quitosano. Los perfiles voltamperométricos muestran un notable incremento en la corriente pico para la oxidación del triptófano cuando la superficie del electrodo se modifica con quitosano y que, además, esta corriente aumenta a medida que disminuye el pH del medio (figura 1); si bien este incremento también se observa para el electrodo limpio, la presencia del polímero en la superficie del electrodo acentúa el efecto. Este comportamiento puede ser explicado por la formación de enlaces de puente hidrógeno entre el aminoácido y la matriz de quitosano [1] y/o una disminución de la resistencia de transferencia de carga, R, por la modificación de la superficie del electrodo con quitosano. La constante de asociación (K) calculada a partir de los datos de fluorescencia aumenta a medida que disminuye el pH (figura 1), esto explica la dependencia de la corriente de pico con el pH ya que esta asociación produce una pre-concentración del aminoácido en la superficie del electrodo. La intensidad de fluorescencia del trp se incrementa en presencia del quitosano (figura 2), sin embargo la anisotropía en la región de máxima emisión se mantiene constante. Este aumento en el rendimiento cuántico de fluorescencia puede explicarse  por la disminución del auto-quenching entre el anillo indólico y el grupo amonio debido a la interacción triptófano-quitosano [2]. Los resultados del análisis de los tiempos de vida por TCSPC confirman un aumento de los tiempos de vida promedio del triptófano en presencia de quitosano. Referencias [1] J. Cruz, M. Kawasaki, and W. Gorski, "Electrode Coatings Based on Chitosan Scaffolds," Analytical Chemistry, vol. 72, no. 4, pp. 680-686, Feb. 2000. Chemistry, vol. 72, no. 4, pp. 680-686, Feb. 2000. [2] Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, Third Edit. Springer Science+Business Media, LLC, 2006, pp. 578-579.