Aumento en la sensibilidad de un sensor de glucosa por la introducción de nanopartículas de oro en la matriz polielectrolito redox-surfactante

M. LORENA CORTEZ; WALDEMAR A. MARMISOLLÉ; DANIEL H. MURGIDA; OMAR AZZARONI; FERNANDO BATTAGLINI

Mendoza

Congreso; VII Congreso Argentino de Química Analítica; 2013

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

Recientemente hemos introducido un método alternativo para la construcción de biosensores amperométricos que consiste en el autoensamblado espontáneo de un polielectrolito redox y un surfactante con posterior adsorción de glucosa oxidasa (GOx). Este sistema muestra interesantes propiedades respecto a estabilidad y corriente catalítica en presencia de sustrato. Dado que las nanopartículas de oro (AuNP) pueden ser fácilmente dispersadas utilizando surfactantes decidimos explorar el efecto que tiene la introducción de AuNP al biosensor de glucosa previamente desarrollado. Para ello se prepararon electrodos con polialilamina modificada con un complejo de osmio (OsPA) y dodecil sulfato de sodio (SDS), con y sin AuNP. La propagación de corriente a través del film se caracterizó mediante técnicas electroquímicas y de espectroscopía Raman. Se observó que para films conteniendo AuNP todos los complejos de osmio presentes intervienen en la propagación de corriente, mientras que en el film sin AuNP solo el 65% de los centros redox participan en el proceso electroquímico. Desde el punto de vista de la catálisis de oxidación de glucosa se observa que en presencia de AuNP las corrientes catalíticas obtenidas son de 3 a 5 veces superiores respecto a electrodos sin AuNP, lo que representa un importante aumento en la sensibilidad del sensor con un rango dinámico lineal entre 2 y 25 mM. Para entender mejor este fenómeno se estudio el proceso de adsorción de GOx mediante balanza de cristal de cuarzo con disipación (QCM-D) y espectroscopía de plasmón superficial (SPR). Determinando la cantidad de centros redox activos a través de la carga y los moles de GOx adsorbidos es posible determinar una relación Os:GOx de 11,5:1 y 10:1 para los sistemas con y sin AuNP, respectivamente. Esto indica que la relación estequiométrica y las concentraciones relativas de los dos sistemas son prácticamente iguales. Por otra parte los experimentos de QCM-D muestran que la adsorción de GOx en el sistema que contiene AuNP lo torna más rígido comparado con el sistema sin AuNP. Los resultados obtenidos por espectroscopía Raman, QCM-D y SPR sugieren que en el caso del sistema que contiene AuNP se produce un aumento de la concentración local de centros redox y GOx en la vecindad de las nanopartículas mejorando no sólo el transporte de carga a través de los centros redox, sino también la cinética de intercambio electrónico entre el complejo de osmio y la GOx, favoreciendo así la respuesta del sensor.