Aplicaciones analíticas de un biosensor basado en la inmovilziación de hemoglobina sobre un material híbrido de nanotubos de carbono y sílica mesoporosa

MARCOS EGUÍLAZ; REYNALDO VILLALONGA; GUSTAVO RIVAS

Rio Cuarto

Congreso; IX Congreso Argentino de Química Analítica; 2017

INTRODUCCIÓN: Elprincipal reto de la Química Bioelectroanalítica se centra en el diseño ypreparación de nuevas plataformas biosensoras sensibles y reproducibles, conbajos límites de detección, robustas, miniaturizadas y capaces de cuantificar deforma rápida y selectiva diversos analitos. Este desafío requiere adoptar estrategiasnovedosas orientadas al desarrollo de nuevos materiales para la preparación deelectrodos de óptima arquitectura e idóneas características estructurales yelectrocatalíticas, así como a la instauración de nuevas metodologías para la inmovilizacióneficiente de biomoléculas sobre la superficie electródica. En este trabajo sedescribe la optimización y caracterización de una nueva plataformabioanalñitica híbrida en la que se combinan las propiedades electrocatalíticas delos nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNTs), con las ventajas queofrecen las partículas de sílica mesoporosa MCM41 para la inmovilización dehemoglobina (Hb).RESULTADOS: Seoptimizaron las condiciones idóneas de inmovilización de Hb sobre lasnanopartículas MCM41 (pH, tiempo de agitación y concentración de Hb). A partirde estudios de espectrofotometría UV-vis se seleccionaron como condicionesóptimas la mezcla por agitación de 2 mg de nanopartículas MCM-41 con 1 mL de Hb0,5 mg mL-1 (en buffer fosfato 0,050 M pH 7) durante 1 h, en las quese obtiene la inmovilización de 0,2 mg Hb/mg MCM41. Para la preparación delmaterial híbrido se optimizó la relación CNTs/MCM41-Hb a partir de la respuestavoltamperométrica de electrodos de carbono vítreo (GCE) modificados con losmateriales híbridos resultantes, evaluándose la transferencia directa deelectrones del grupo hemo de la Hb, el recubrimiento activo de Hb (ΓHb)y la actividad biocatalítica de la hemoproteína inmovilizada empleándose H2O2como marcador. A partir de la mezcla de una dispersión de CNTs (1,0 mg de CNTen 1 mL de Nafion 0.1% durante 15 min con sonda de ultrasonidos, seguido decentrifugación a 4000 rpm durante 15 min) y una suspensión de MCM41-Hb (20 mgmL-1 en PB 0,05 M ph 7.4) en una relación 90:10 (V/V), se obtuvo unaconstante de transferencia de electrones k=5,2 s-1 y un ΓHb=4,74x10-10mol cm-2. Asimismo, el material híbrido fue caracterizado medianteespectroscopía UV-vis y microscopía de barrido electrónico (SEM). Laaplicabilidad analítica de la bioplataforma GCE/CNTs-Naf-MCM41-Hb fuedemostrada mediante la cuantificación de ácido tricloroacético en muestrasreales.CONCLUSIONES: Elbiosensor desarrollado combina las excelentes propiedades electrocatalíticas delos MWCNTs con la capacidad de las partículas MCM41 para la inmovilización deuna elevada cantidad de Hb, reteniendo su actividad biológica y permitiendo ladeterminación de ácido tricloroacético en muestras reales.