Nanotubos de carbono funcionalizados con politirosina: Un nuevo material para la preparación de biosensores electroquímicos basados en la detección de NADH

FABIANA GUTIERREZ; GUSTAVO RIVAS; JOSE M. GONZALEZ-DOMINGUEZ; MARCOS EGUÍLAZ; MARÍA T. MARTÍNEZ

Rio Cuarto

Congreso; IX Congreso Argentino de Química Analítica; 2017

INTRODUCCIÓN: Ladeterminación electroquímica de NADH presenta dos inconvenientes: elrequerimiento de elevados sobrepotenciales para su oxidación directa, que tieneun efecto negativo en la selectividad de la determinación, y la pasivación dela superficie de electrodos por parte del producto de oxidación de NADH, queafecta a la reproducibilidad y estabilidad de la plataformas electroquímicas. Surgeasí la necesidad de adoptar nuevas estrategias para la modificación deelectrodos con el fin de disminuir el sobrepotencial de oxidación e incrementarla sensibilidad en la determinación electroquímica de NADH. Este trabajodescribe la oxidación catalítica de NADH sobre un electrodo de carbono vítreo(GCE) modificado con nanotubos de carbono de pared sencilla funcionalizadoscovalentemente con politirosina (SWCNTs-Polytyr), y la aplicación del electrodomodificado para la construcción de un biosensor de etanol por inmovilización dela enzima alcohol deshidrogenasa (ADH).RESULTADOS: Elelectrodo se preparó por deposición de la dispersión de SWCNTs-Polytyr sobreGCE. La aplicación de un pretratamiento oxidativo previo permitió la oxidaciónde NADH a bajos potenciales sin necesidad de mediadores redox, debido a laactividad catalítica de las quinonas generadas por la oxidación de los residuosde tirosina. La oxidación de NADH sobre el electrodo GCE/SWCNTs-Polytyroxidadotuvo lugar a un potencial de 0,200 V, mucho menor que sobre GCE (0,730 V) yGCE/SWCNTs-Polytyrsin oxidar (0,335 V). El sensor GCE/SWCNTs-Polytyroxidadopermitió la detección amperométrica de NADH a 0,200 V, mostrando un límite dedetección de 7,9 nM y un amplio rango lineal (1,5x10-7 ? 8,3x10-5M). La plataforma desarrollada se empleó para la construcción de un biosensorde etanol por atrapamiento de la enzima ADH con nafion, optimizándose lacantidad de enzima inmovilizada (1,08 Unidades) y la concentración del cofactorNAD+ en solución (2,0x10-3 M). El biosensor desarrolladopermitió la cuantificación de etanol con una sensibilidad de (5,8 ± 0,1) µA mMcm-2, un intervalo lineal de 1,0x10-5 ? 1,5x10-4M, y un límite de detección de 0,67 µM. La bioplataforma demostró su utilidadanalítica para la determinación del contenido de etanol en bebidas alcohólicas,obteniéndose resultados con una excelente correlación con los valoresinformados por los proveedores.CONCLUSIONES: Lafuncionalización covalente de SWCNTs con Polytyr facilita la electrooxidaciónde NADH a través de la actividad catalítica de los productos electrogeneradoscon la oxidación de los residuos tirosina. El electrodo GCE/SWCNTs-Polytyrrepresenta una nueva alternativa para la detección electroquímica de NADH deforma sensible y selectiva, y para la construcción de un biosensor de etanolsin la necesidad de utilizar mediadores redox adicionales, demostrando unaexcelente performance analítica enmuestras reales.