NANOCOMPÓSITO HÍBRIDO PARA EL DISEÑO DE SENSORES NO ENZIMÁTICOS DE GLUCOSA

RINALDI, ANA LAURA; SOBRAL, SANTIAGO; ÁVILA, SOFÍA; TORIBIO, MANUEL; CARBALLO, ROMINA

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2019

Introducción: En el desarrollo de sensores no enzimáticos de glucosa (NEGs, 4ta G) el objetivo es lograr sistemas de fácil fabricación y bajo costo, estables, reproducibles, miniaturizables, robustos, de rápida y selectiva respuesta. Para ello la combinación de nanoestructuras (NTC) con eficientes catalizadores inorgánicos (NiNp) resulta interesante. Si bien la modificación de una superficie de electrodo con nanotubos de carbono puede lograrse por diferentes vías, algunas de ellas son poco reproducibles. Por otra parte, los polímeros de Ni-[Protoporfirina IX] (NiPP) generan estructuras tridimensionales altamente porosas con propiedades electrónicas únicas [1].En este trabajo se propone la preparación de un nanocompósito, NiPP/NTC/NiNp, la caracterización y el estudio de los procesos de transferencia de carga hacia la electro oxidación de glucosa.Resultados: Se compararon tres sistemas de electrodos: NiNp, NTC/NiNp y NiPP/NTC/NiNp. Se caracterizaron mediante SEM/EDS y técnicas electroquímicas, evaluando la oxidación de glucosa (0- 6,5 mM). Se realizó un análisis de la varianza (ANOVA) comparando los replicados de los valores de las pendientes. El análisis de los efectos principales reveló que existen diferencias entre los tres electrodos (F2;6 = 81,89, p < 0,001), y el valor medio de la pendiente para NiPP/NTC/NiNp resultó significativamente diferente (38,4 A.mmol-1de Ni.mM-1 de glucosa vs 4,1 A.mmol-1de Ni.mM-1 de glucosa para NTC/NiNp ). El análisis de voltametrías cíclicas (VC) a diferentes velocidades de barrido indica que el proceso redox entre el sustrato y los sitios de Ni(III)/Ni(II) es relativamente lento. En base a la teoría de Laviron, los parámetros cinéticos de los tres sistemas fueron comparados, resultando mayor la Kapp para NiPP/NTC/NiNp (0,95 s-1) respecto del sistema sin polímero de Ni-[Protoporfirina IX] (0,18 s-1). Estos resultados sugieren un proceso de conducción facilitado por la interacción entre el anillo porfirínico y los nanotubos de carbono y el ordenamiento del polímero altamente conjugado sobre el eje de los nanotubos.Conclusiones: La estrategia de inmovilizar NiPP/NTC/NiNp sobre una superficie de electrodo permitió obtener un sensor NEG con la mayor sensibilidad y reproducibilidad hacia la cuantificación de glucosa en los rangos fisio y patológicos. La interacción entre las estructuras orgánicas y los centros metálicos produce un efecto sinérgico, donde las NiNp actúan como sitios de electron hopping, facilitando la transferencia de carga eléctrica dentro de la matriz polimérica.