Estudio de Adsorción de Proteína Sérica sobre Electrodos de Óxido de Titanio Formados Potenciodinámicamente

FABIANA Y. OLIVA; OSVALDO R. CÁMARA; LUCÍA B. AVALLE

Salta Argentina

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Asociación Argentina de Fisicoquímica

La adsorción de Albúmina Sérica Humana (ASH) sobre electrodos de TiO2 formados bajo diferentes condiciones experimentales es un tema que ha sido estudiado en forma sistemática en nuestro laboratorio[1-3]. Actualmente utilizamos técnicas electroquímicas para establecer un mecanismo de adsorción sobre superficies de TiO2 formados potenciodinámicamente. Con este objetivo, se realizaron estudios de Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS), curvas de Capacidad-Potencial y Capacidad-tiempo para diferentes concentraciones de proteína en solución y potenciales de adsorción (Eads)  en NaCl 0.1M, pH 4.7 (IEP ASH).             A partir de los estudios Capacidad-Potencial en el estado estacionario, se observó que la adsorción de proteína genera un incremento en la concentración de donores (ND) del semiconductor y corrimientos en el potencial de banda plana (Efb) hacia valores más negativos. Estas modificaciones son dependientes de la concentración de proteína y del Eads y han sido interpretadas utilizando consideraciones derivadas de la teoría de semiconductores.  Existe un desacople en los cambios observados en los valores de ND y Efb que se manifiesta en un punto de cruce en las curvas Capacidad-Potencial. Estos resultados fueron interpretados considerando que los cambios en el Efb generado por la proteína adsorbida están determinados por dos componentes: uno debido al cambio en ND y otro generado por interacciones químicas entre los grupos (hidr)óxido del TiO2 y los grupos ácido- base de la proteína, responsables de la modificación de la posición de los bordes de bandas en la superficie del semiconductor.             A partir de los espectros EIS obtenidos experimentalmente entre 0.1 y 5.103 Hz a diferentes potenciales, se realizaron ajustes teóricos con circuitos equivalentes en distintos intervalos de frecuencia.  Dentro de los circuitos utilizados que mostraron un buen ajuste para todas las condiciones experimentales estudiadas seleccionamos el circuito compuesto por una resistencia en serie con un sistema en paralelo compuesto por una Capacidad y una impedancia consistente en una resistencia en serie con un elemento de fase constante. La variación del elemento de fase constante (asignado a la región de carga espacial del óxido semiconductor) con el potencial mostró una buena correlación con la observada en los experimentos de Capacidad-Potencial realizados a frecuencia constante, en presencia y ausencia de proteína adsorbida.   A partir de datos obtenidos de curvas Capacidad-tiempo se pudo analizar la cantidad de proteína adsorbida utilizando diferentes isotermas de adsorción. Un modelo que reproduce los datos experimentales en todo el intervalo de concentraciones estudiado es la isoterma de Lagmuir modificada el cual considera heterogeneidad energética superficial y una quimisorción débil con interacciones intermoleculares laterales  de tipo atractivo débil.