RESPUESTA AMPEROMÉTRICA Y MATERIALES MESOPOROSOS EN LA DETERMINACIÓN DE BIOMOLÉCULAS: RESULTADOS EXPERIMENTALES Y NUMERICOS

ANA SOL PEINETTI, GRACIELA A. GONZÁLEZ, FERNANDO BATTAGLINI

Bahía Blanca - Argentina

Congreso; V Congreso Argentino de Química Analítica; 2009

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

Trabajo Seleccionado para presentación oral. En los últimos años la generación de nuevos materiales mesoporosos ha abierto la posibilidad de trabajar en una nueva escala de dispositivos experimentales, disminuyendo la cantidad de muestra requerida y los tiempos experimentales. [1-3] El sistema aquí presentado comprende una celda electroquímica con tres electrodos (trabajo, contra y referencia), en la cual se interpone una membrana porosa de alúmina, el volumen entre el electrodo de trabajo y la membrana se llena con solución buffer y el volumen entre la membrana y el contraelectrodo se llena con una solución electroactiva; se deja que esta solución difunda hacia el electrodo de trabajo a través de la membrana, por lo que la concentración de las especie electroactiva sobre el electrodo de trabajo y cualquier señal eléctrica generada sobre éste, en particular la corriente de pico generada por voltametría cíclica [4] y por voltametría de onda cuadrada, dependerá del tiempo de difusión, de la distancia entre electrodo de trabajo y membrana, y del transporte a través de la membrana. Los iones de la solución electroactiva que logran atravesarla tienen un tamaño menor que sus poros o no interactúan químicamente con ella o con agentes de reconocimiento adsorbidos sobre la misma. Con este esquema la membrana fue tratada en una primera etapa con barniz aislante para ver la respuesta del sistema a diferentes porcentajes de bloqueo. Posteriormente se estudio el efecto del bloqueo de poros con una biomolécula (peroxidasa), que puede equipararse a un cilindro de 6 nm de largo y 4 nm de diámetro [5], obteniéndose una estimación del porcentaje de poros bloqueados y la posibilidad de detectar concentraciones de proteína mayores a 10nM. Durante este proceso se desarrolló para el sistema propuesto un modelo numérico computacional basado en las ecuaciones de Nernst Plank para el transporte iónico y Poisson para el campo eléctrico, donde la corriente en el electrodo de trabajo se determinó mediante la ecuación de Butler Volmer, cuyos resultados fueron en perfecta concordancia respecto de valores teóricos esperados y experimentales obtenidos. Este modelo permitió además seleccionar los parámetros óptimos de trabajo experimental. Los resultados presentados reflejan la viabilidad del diseño para determinaciones analíticas y su extensión al desarrollo de sensores.