"Nuevas estrategias para el diseño de biosensores electroquímicos basados en el uso de nanotubos de carbono"

GUSTAVO A. RIVAS, NANCY F. FERREYRA, MARÍA D. RUBIANES, MARÍA L. PEDANO, GUILLERMINA. L. LUQUE, SILVIA A. MISCORIA Y GUSTAVO D. BARRERA

Niteroi, Río de Janeiro, Brasil

Congreso; 13º Encuentro Nacional de Química Analítica y 1º Congreso Iberoamericano de Química Analítica; 2005

Sociedad iberoamericana de Química Analítica

En esta comunicación se presentan nuevas alternativas para el diseño de sensores electroquímicos para la cuantificación de diversos bioanalitos basadas en el uso de nanotubos de carbono de pared múltiple. Los electrodos han sido construidos básicamente siguiendo dos estrategias, a) Mediante dispersión de los nanotubos de carbono en aceite mineral a fin de obtener un material compósito llamado pasta de nanotubos de carbono (CNTPE) y b) Mediante dispersión de los nanotubos de carbono en nafion y posterior inmovilización en carbono vítreo (NCNT-GCE). a) CNTPE: Los nanotubos de carbono demostraron excelentes propiedades electrocatalíticas aún en presencia del aceite mineral (40.0 % P/P), permitiendo lograr una notable disminución de los sobrepotenciales para la oxidación y reducción de peróxido de hidrógeno, oxidación de NADH y reducción de hidroquinona. Esta gran ventaja en la transferencia de carga hizo posible el empleo de CNTPE para la construcción de sensores de pesticidas, ácido ascórbico, catecolaminas y metabolitos relacionados. También fue empleado para estudiar la adsorción y electrooxidación de oligo y polinucleótidos, lográndose excelentes resultados bajo condiciones en las que sobre el clásico electrodo de pasta de grafito la respuesta es muy pobre. Sobre la base de estas excelentes propiedades electrocatalíticas de CNTPE se prepararon biosensores enzimáticos para la cuantificación de glucosa, fenoles, alcoholes, catecoles y lactato mediante la incorporación de las correspondientes enzimas (glucosa oxidasa, alcohol deshidrogenasa, polifenoloxidasa y lactato oxidasa). En el caso de glucosa oxidasa, por ejemplo, merced al notable efecto electrocatalítico de los nanotubos de carbono en la reducción del peróxido de hidrógeno, se pudo mejorar la sensibilidad en un factor de 43, al mismo tiempo que se logró una excelente selectividad. También se estudió el efecto de la incorporación de partículas metálicas de iridio y cobre, conocidos catalizadores de la reducción de peróxido hidrógeno, para la cuantificación altamente sensible y selectiva de glucosa, obteniéndose un incremento en la sensibilidad en un factor de 5 respecto del compósito sin metal. El CNTPE modificado con partículas de cobre también fue empleado exitosamente en la cuantificación de aminoácidos, con excelentes límites de detección bajo condiciones absolutamente menos drásticas que las reportadas en la literatura. b) NCNT-GCE: La otra estrategia interesante para el desarrollo de nuevas plataformas para sensores fue la inmovilización de nanotubos de carbono previamente dispersos en nafion en electrodos de carbono vítreo. Esta capa demostró ser una excelente plataforma para la construcción de diversas arquitecturas supramoleculares mediante la inmovilización de polisacáridos naturales y enzimas del tipo de glucosa oxidasa y polifenol oxidasa. Esta nueva metodología también fue usada para la cuantificación altamente sensible y selectiva de dopamina y compuestos relacionados. Las excelentes propiedades de estos electrodos basados en el uso de nanotubos de carbono los convierten en plataformas sumamente promisorias para el desarrollo de diferentes capas de biorreconocimiento, abriendo las puertas a interesantes aplicaciones analíticas. Las excelentes propiedades de estos electrodos basados en el uso de nanotubos de carbono los convierten en plataformas sumamente promisorias para el desarrollo de diferentes capas de biorreconocimiento, abriendo las puertas a interesantes aplicaciones analíticas. Las excelentes propiedades de estos electrodos basados en el uso de nanotubos de carbono los convierten en plataformas sumamente promisorias para el desarrollo de diferentes capas de biorreconocimiento, abriendo las puertas a interesantes aplicaciones analíticas. Las excelentes propiedades de estos electrodos basados en el uso de nanotubos de carbono los convierten en plataformas sumamente promisorias para el desarrollo de diferentes capas de biorreconocimiento, abriendo las puertas a interesantes aplicaciones analíticas.