Dispersión de nanotubos de carbono de pared múltiple en glucosa oxidasa: caracterización y aplicaciones analíticas para la cuantificación de glucosa

FABIANA A. GUTIÉRREZ, MARÍA D. RUBIANES Y GUSTAVO A. RIVAS.

Córdoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

Asociaciòn Argentina de Fisicoquímica y Química Inorgánica

Los nanotubos de carbono (CNT) han recibido gran atención en los últimos años para la preparación de sensores electroquímicos debido a sus importantespropiedades mecánicas, estructurales y electrónicas. Una de las estrategiasempleadas para el diseño de estos sensores, ha sido su dispersión en materialespoliméricos a fin de disminuir las fuerzas de van der Waals que mantienen la cohesiónentre los nanotubos.En este trabajo se caracterizó la dispersión de nanotubos de carbono de paredmúltiple con glucosa oxidasa (GOx) empleando SEM, IR, UV y técnicaselectroquímicas. La dispersión resultante fue empleada para el desarrollo deplataformas bioanalíticas para la cuantificación de glucosa. De este modo, la GOxpresenta una doble función, como agente dispersante de los CNTs y comobiocatalizador en la oxidación de glucosa.Se analizó el efecto del solvente, del tiempo de aplicación de ultrasonido y de larelación CNT/GOx, no sólo en la eficiencia de la dispersión sino también en laactividad de la enzima que soporta los CNTs. Los resultados obtenidos demuestranque aún en presencia de etanol y bajo la acción del ultrasonido, la enzima mantiene suactividad biocatalítica. La dispersión óptima se logró con 1,0 mg/mL de CNT dispersosen una solución conteniendo 1,0 mg/mL GOx preparada en agua/etanol 50:50 v/v ysonicada por 15 minutos.Las plataformas bioanalíticas fueron obtenidas mediante drop-coating sobrecarbono vítreo (GCE/CNT-GOx). Los electrodos se caracterizaron por SEM y medianteel empleo de diferentes técnicas electroquímicas. La espectroscopía de impedanciaelectroquímica (EIS) demostró que la deposición de la dispersión CNT-GOx produceun incremento en la resistencia de transferencia de carga empleando la cuplaK3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6 como indicador rédox. Mediante voltamperometría cíclica sepudo determinar que hay transferencia de carga directa entre el FAD y el electrodo,con un potencial formal de -0,490 V, una separación de potenciales de pico de 0,021 Vy una constante de transferencia de carga de (2.9 ± 0.1) s-1. La cantidad de enzimaelectroactiva inmovilizada en la superficie del electrodo fue 1.02 x 10-10 mol cm-2. Ladeterminación amperométrica de glucosa a 0,700 V mostró una respuesta lineal entre1.0 y 5.0 mM, con una sensibilidad de (3,2 ± 0,2) x 102 µAM-1 y una gran estabilidadaún después de 60 días de preparada la dispersión (conservada a 4oC).Las excelentes propiedades analíticas de este nuevo biosensor electroquímicopara glucosa demuestran la gran ventaja del empleo de una proteína que actúe comoagente dispersante de los nanotubos de carbono al mismo tiempo que funcione comoelemento de biorreconocimiento, posibilitando, de este modo, el desarrollo de nuevosdiseños con otras con otras biomoléculas.