Biosensor amperométrico para la determinación de glucosa: condiciones óptimas de trabajo, estabilidad, reproducibilidad y curva de calibrado

M.E. RISTOFF; J.E. LOZANO; S.B. SAIDMAN

Córdoba

Congreso; III Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de los Alimentos; 2009

Ministerio de Ciencia y Tecnología

En general la industria alimenticia evalúa la calidad de sus productos mediante análisis químicos y microbiológicos convencionales (espectrofotometría, cromatografía, test enzimáticos, etc). Estos métodos no son adecuados para realizar un monitoreo continuo del proceso y producto. Una alternativa válida es el desarrollo de biosensores, que son sensores químicos que contienen una molécula biológica inmovilizada (enzimas, células, anticuerpos), próxima a un transductor, sensible a la interacción sensor-analito, el cual transformará la señal química producida en una señal de corriente medible y proporcional a la concentración del analito. Se plantean como objetivos (i) diseñar y construir un biosensor amperométrico para la determinación de glucosa en jugos de manzana utilizando la enzima glucosa oxidasa, (ii) determinar las condiciones óptimas de trabajo y (iii) analizar la estabilidad y reproducibilidad del electrodo. El electrodo fue construido formando una pasta homogénea a partir de grafito, parafina, glucosa oxidasa, y ferroceno (mediador de transferencia electrónica). Una pequeña cantidad de la pasta final obtenida se colocó en un cilindro de teflón con un conductor de acero. Para seleccionar las mejores condiciones de trabajo se realizaron mediciones utilizando soluciones búfer de fosfatos 0,1 M a distintos valores de pH, distintas concentraciones de enzima en la pasta final, y se aplicaron distintos potenciales al electrodo, analizando en cada caso la evolución de la corriente resultante. Las mediciones se realizaron dentro de los siguientes intervalos: pH 5-7; porcentaje de enzima: 5-10 %, potencial aplicado: 0 y 0,65 V.  Los resultados muestran que al realizar mediciones a potenciales de 0,65 V, 0,4 V y 0 V bajo todas las condiciones de pH y porcentaje de enzima antes descriptos, no se obtuvieron señales medibles, por lo cual estos potenciales fueron descartados. Por otra parte, al aplicar potenciales desde 0,15V a 0,3V para valores de pH de 6 y 7 y porcentajes de enzima de 8% y 10% se obtuvieron señales que van decreciendo con el potencial aplicado. La señal de corriente más alta y estable correspondió a un potencial de 0,3 V, pH 7 y 10% de enzima. Aunque la máxima actividad enzimática tiene lugar a pH 5,2 la respuesta de corriente en esta condición no fue óptima. Finalmente se seleccionaron las siguientes condiciones óptimas de trabajo: Potencial: 0,16V;  pH: 7; Porcentaje de enzima en la pasta final: 10%. A partir de estas condiciones se obtuvo la curva de calibrado para la glucosa. El estudio incluye el análisis de la reproducibilidad del electrodo y su estabilidad en diferentes condiciones de almacenamiento. Se puede concluir que bajo las condiciones seleccionadas la curva de calibrado presenta una respuesta lineal para un amplio intervalo de concentraciones de glucosa (9,998(10)-5 M a 5,763(10)-3 M), siendo los valores de densidades de corriente medidos relativamente altos (del orden de 10 mA/cm2) y reproducibles.