Óxido de grafeno reducido in situ vía polimerización de catecoles como plataforma base para la construcción de biosensores electroquímicos

ANTONELLA MONTEMERLO; GUSTAVO A. RIVAS; MARIA D. RUBIANES

La Plata

Congreso; VIII Congreso Argentino de Química Analítica; 2015

Asociacion Argentina de Quimicos Analiticos

Óxido de grafeno reducido in situ vía polimerización de catecoles como plataforma base para la construcción de biosensores electroquímicosMontemerlo A. E1.; Rivas G. A 1; Rubianes M. D. 1*1.INFIQC. Departamento de Físico Química, Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Nacional de Córdoba.Haya de la Torre S/N. Ala i Pabellón Argentina. Ciudad Universitaria. 5000 Córdoba. Argentina.*e-mail: rubianes@fcq.unc.edu.arLa combinación de estructuras con diferentes características químicas permite modular las propiedades del material final y tiene la ventaja de lograr materiales híbridos con nuevas funcionalidades y dirigidos a un fin específico. En este escenario los nanomateriales, y entre ellos el grafeno, combinados con biopolímeros resultan de enorme interés para su aplicación en dispositivos con propiedades multifuncionales.En este trabajo se presenta una alternativa simple y versátil de obtención de un material híbrido 3D, basado en la reducción de óxido de grafeno GrO a través de la polimerización ?in situ? de monómeros catecólicos. Se estudia la naturaleza del monómero de partida para la generación de los biopolímeros correspondientes, mediado por ultrasonido, y su capacidad de reducir al GrO. La oxidación del núcleo catecol lleva a la formación de polímeros melánicos con alta reactividad debido a sus unidades indólicas fácilmente oxidables y reducibles. Mediante una cuidadosa caracterización electroquímica y espectroscópica se demuestra la polimerización ?in situ? del catecol, generando un polímero electroactivo y perm-selectivo hacia especies aniónicas. El híbrido sintetizado e inmovilizado sobre electrodos de carbono vítreo GCE demuestra una mejorada performance hacia la reducción de peróxido de hidrógeno respecto del material de partida. Las condiciones óptimas de preparación se lograron ultrasonicando 60 minutos 1,0mg/mL de GrO con 1,0mg/mL de L-Dopa en una solución de buffer Tris 0,01M pH8,6 para favorecer la autopolimerización.El electrodo GCE/GrOred-poliL-Dopa resultante presenta una excelente performance para la detección amperométrica de peróxido de hidrógeno a -100mV. En esas condiciones se obtuvieron sensibilidades de: 68±2 μA/M, con rango lineal desde 2,0x10-4M hasta 6,0x10-3M, reproducibilidad del 3% y límite de detección de 6,5 μM. Además, debido a que el biopolímero generado in situ tiene carga negativa en las condiciones de trabajo, no presenta interferencias de sustancias fácilmente oxidables en muestras biológicas, tales como ácido ascórbico y ácido úrico. Esto último, sumado al hecho de que el híbrido obtenido presenta numerosos grupos reactivos disponibles para la inmovilización de diferentes biomoléculas lo convierten en un material sumamente atractivo y promisorio para aplicaciones en el campo de los biosensores electroquímicos.