Plataforma de inmunodetección electroquímica basada en papel grafitado para la determinación de zearalenona en muestras de alimentos

ANA GODOY; SIRLEY PEREIRA; FRANCO A. BERTOLINO; ELIAN GONZALEZ ABELLA; GERMÁN MESSINA; ANABEL LAZA; PEDRO ARANDA; JULIO RABA

Congreso; XI CONGRESO ARGENTINO DE QUÍMICA ANALÍTICA; 2021

La zearalenona (ZEA) es una micotoxina producida por hongos de la familia Fusarium, que pueden estar presentes en cereales y sus derivados, siendo más común en el maíz. Al ser un compuesto termoestable puede persistir en toda la cadena de producción y no es posible eliminarlo ni reducir su contenido durante el procesado o cocción del alimento contaminado. Esta micotoxina presenta una semejanza estructural con los estrógenos y es capaz de interactuar con sus receptores, por lo que su principal afectación a la salud, tanto humana como animal, es el hiperestrogenismo con severas consecuencias en la fertilidad, la reproducción y los órganos reproductores1. Al no existir vías efectivas de eliminación aprobadas para este patógeno, se recuren a métodos de control y el cumplimiento con las exigencias de las organizaciones de salud y alimentos2. En la actualidad, nuevos métodos para determinaciones simples y confiables que puedan ser llevados a cabo fuera del laboratorio son demandados para una mejor seguridad alimentaria y mayor viabilidad en la producción de los alimentos. En este trabajo, se desarrolló un inmunosensor competitivo directo empleando papel grafitado (PG) como sistema de detección y modificado con nanopartículas y anticuerpos como elemento de bioreconocimiento para la determinación de ZEA en muestras de alimentos.La tira de PG fue utilizado como transductor para la fabricación del sensor. Su superficie fue modificada con nanohorns de carbono de pared simple oxidados (NhCPSox) y anticuerpos monoclonales específicos frente a ZEA (anti- ZEA). El PG es muy utilizado como semiconductor para equipos manufacturados y también como material de interfaz térmica gracias a sus notables características de conductividad eléctrica, resistencia termina y mecánica, siendo un material bastante flexible. Pequeñas tiras del material son cortadas con precisión con dimensiones de 3 mm de ancho y 5 cm de largo, luego se delimita el área del electrodo colocando cinta adhesiva de papel. NhCPSox fueron empleados para la modificación de la superficie de la cinta grafitada potenciando sus propiedades conductoras y desempeño electroquímico. Así mismo, los nanohorns sirven de soporte para la inmovilización de los anticuerpo anti-ZEA.La determinación de ZEA se realizó empleando un enzimoinmunoensayo competitivo directo. La ZEA presente en la muestra compite con la ZEA marcada con enzima la peroxidasa (ZEA-HRP) para unirse de manera específica a los anticuerpos anti-ZEA inmovilizados sobre la plataforma. La enzima cataliza la oxidación de catecol a ortobenzoquinona. La corriente de reducción generada fue detectada sobre la superficie del electrodo de trabajo PG/NhCPSox-anti-ZEA a -100 mV vs Ag/AgCl en NaCl 3 mol L-1. El PG/NhCPSox fue caracterizado por microscopia electrónica de barrido, energía dispersiva de rayos X, impedancia electroquímica y voltamperometría cíclica. Se obtuvo una curva de calibrado con un rango lineal entre 25 y 1000 ppb (R2=0,994). El límite de detección y cuantificación para el inmunosensor propuesto fueron de 4,40 y 14,90 ppb, respectivamente. El coeficiente de variación para los ensayos intra- e inter-día fue menor del 5%. Se estudió la selectividad y especificidad del sensor frente a otras micotoxinas, ya sean producidas o no por el mismo hongo y un metabolito de ZEA. Es muy importante tener en cuenta que generalmente encontramos una contaminación cruzada de varias micotoxinas en una misma muestra de alimento. El sensor mostró tener una adecuada selectividad sin presentar interferencias importantes para ZEA frente a Fumonisina B1, Ocratoxina A y Zeranol. Se evaluó la reproducibilidad del método de fabricación comparando la respuesta de seis sensores preparados de la misma forma, y se obtuvo un RSD menor al 5%. Además, fue estudiada la aplicabilidad analítica del inmunosensor para la cuantificación del contenido de ZEA en muestras de maíz y pienso compuesto utilizadas para la alimentación animal. Los resultados de las determinaciones fueron comparados con los datos obtenidos de un kit de ELISA comercial.