Diferentes estrategias para el desarrollo de sensores impedimétricos no enzimáticos de glucosa

ROMINA CARBALLO; SANTIAGO SOBRAL; ANA L. RINALDI

Santa Rosa La Pampa

Congreso; X Congreso Argentino de Quimica Analitica; 2019

Asociacion Argentina de Quimicos Analiticos

En los últimos años, el desarrollo de sensores noenzimáticos de glucosa ha sido de gran interés debido a que éstos presentanventajas tales como: versatilidad en el diseño de fases de reconocimiento,rapidez de respuesta, bajo costo y fácil miniaturización. Por otra parte, eluso de impedancia como método de transducción de la señal permite mejorar lasensibilidad de la detección. En el presente trabajo, se expone el desarrollode sensores de glucosa basados en dos estrategias de medición: por un lado, setrabajó en la inmovilización, sobre la superficie de electrodos de oro, deácido fenilborónico, cuya interacción con la glucosa produce el bloqueo de laseñal de una cupla redox externa (Estrategia de Bloqueo). Por otro lado,mediante la electrodeposición de nanopartículas de níquel sobre electrodosimpresos de grafito, se desarrolló una metodología donde el principio desensado se basa en la oxidación directa de la glucosa sobre la superficie delelectrodo, catalizada por la cupla NiOOH/Ni(OH)2 (EstrategiaCatalítica)1.A partir de la Estrategiade Bloqueo se logró la cuantificación de glucosa considerando los valoresde Rct surgidos del ajuste del modelo (y = 18,716 W.mM-1x + 53,263 mM; R2 = 0,985) para el rango de concentración de glucosade 0 a 6,6 mM. Otro tratamiento de los datos incluyó el análisis del valor deZI registrado a una frecuencia óptima (y = 8,6214 W.mM-1x + 9,9945 mM; R2 = 0,9994), en función de la concentración deglucosa. Claramente, esta segunda metodología resultó ser de mayor interés, nosolo por la mejor correlación de los valores medidos sino también porque conducea un ahorro en el tiempo de operación al no requerir la obtención del espectrocompleto de impedancia en un amplio rango de frecuencias y el consecuente ajustea un circuito eléctrico equivalente2.Por su parte, la EstrategiaCatalítica permitió la obtención de un sistema de sensado basado en elregistro del valor de ZI a una frecuencia de 0,1 Hz, con una curva decalibración y = 0,218 W-1.mM-1 x + 0,292 W-1 (R2= 0,991, rango 0-2 mM). Asimismo, la inclusión de nanopartículas de oro en lasuperficie del electrodo contribuyó con un aumento significativo en lasensibilidad. El sistema pudo además aplicarse a la cuantificación de glucosaen muestras de saliva artificial.Los resultados demuestran que ambos sistemas sonfactibles de ser aplicados a la cuantificación de glucosa en el rango deconcentraciones fisiológicas, sin empleo de enzimas y con elevada sensibilidady selectividad. De esta manera, el uso de la impedancia como técnica detransducción de la señal podría permitir, en un futuro, alcanzar el objetivo dedesarrollar plataformas multidetección que lleven a la cuantificación dediferentes analitos, cada uno a su frecuencia óptima, sobre un mismodispositivo. 1Rinaldi AL, Rodríguez-Castellón E, Sobral S, Carballo R. Journal ofElectroanalytical Chemistry 832(2019) 209.2 Lin C, Ryder L, ProbstD, Caplan M, Spano M, LaBelle J. Biosensorsand Bioelectronics 89 (2017) 743.Agradecimientos: A.L.R. agradece a CONICET por su becadoctoral. Los autores agradecen el subsidio UBACyT 2018-2020 20020170100155BA.