Desarrollo de un biosensor electroquímico para determinación de triglicéridos basado en un compósito de lipasa / magnetita- quitosano / nanopartículas de óxido de cu / nanotubos de carbono

YOLANDA OSUNA SÁNCHEZ; FERNANDO JAVIER ARÉVALO; MARIA ALICIA ZÓN; JOSE SANDOVAL CORTÉZ; ANNA ILINÁ; HÉCTOR FERNÁNDEZ

La Serena

Congreso; XXI CONGRESO DE LA SOCIEDAD IBEROAMERICANA DE ELECTROQUÍMICA ? SIBAE 2014; 2014

SOCIEDAD IBEROAMERICANA DE ELECTROQUÍMICA

INTRODUCCIÓN             El desarrollo de biosensores basados en el uso de lipasas es de suma importancia en el área clínica, biotecnología ambiental, industria de alimentos, control y desarrollo de los procesos de obtención de biodiesel, etc.1 Las lipasas (E.C. 3.1.1.3) son enzimas que actúan mediante la hidrólisis de los enlaces éster carboxílicos de los triglicéridos para formar ácidos grasos y glicerol.             En el presente trabajo, se llevó a cabo el desarrollo de un biosensor electroquímico formado por un compósito de lipasa inmovilizada en nanopartículas magnéticas modificadas con quitosano (NpQ-L), nanotubos de carbono de pared múltiple (NTCPM) y nanopartículas de óxido de cobre (NpCu) sobre un electrodo de carbono vítreo (CV). Como triglicérido modelo se empleó la trioleina. La oxidación electroquímica del glicerol producido enzimáticamente fue catalizada por las NpCu. Las técnicas electroquímicas empleadas fueron voltamperometría cíclica (VC) y cronoaperometría (CA). La superficie fue caracterizada mediante microscopía de barrido electrónico y análisis elemental cuantitativo. RESULTADOS             La determinación de triglicéridos estuvo basada en la oxidación electroquímica del glicerol producido en la reacción enzimática de hidrólisis de trioleína por la lipasa inmovilizada. La oxidación de glicerol estuvo catalizada por las NpCu soportadas sobre los NTCPM.             Se optimizaron todos los parámetros concernientes a la generación del compósito. Así, la dispersión de los NTCPM fue obtenida a partir de una solución acuosa de pectina (1 mg mL-1) mediante sonicado. Se determinó la masa de NTCPM que produjo la mejor dispersión (2 mg mL-1) como así también el tiempo y temperatura de sonicado (20 min a 25 °C). También, se obtuvieron las NpQ (10 nm de diámetro) a partir de la co-precipitación química de las sales de hierro en presencia de quitosano. La enzima lipasa fue unida covalentemente  a las NpQ empleando glutaraldehído como agente de entrecruzamiento (NpQ-L). Así, el electrodo de CV fue modificado con el agregado de 20 mL de la dispersión de NTCPM (secado por 20 min a 40 °C). Las NpCu fueron obtenidas, empleando el electrodo previamente modificado, por reducción heterogénea de Cu+2 a partir de CuCl2 x 2H2O en solución neutra, con posterior formación de sus óxidos mediante ciclados sucesivos por VC en solución de NaOH 0,1 M. Se determinaron el tiempo óptimo de electroreducción de Cu+2 (180 s) como también el número de ciclos por VC para generar las NpCu (180 ciclos). Luego, se agregaron 20 mL de una solución de NpQ-L de10 mg mL-1 (secado por 20 min a 40 °C). La oxidación de glicerol fue estudiada con el electrodo modificado con el compósito, en ausencia y presencia de NpCu, en el intervalo de potenciales comprendido entre 0 y 1,2 V vs Ag/AgCl. En ausencia de NpCu no se observó oxidación de glicerol, mientras que cuando las NpCu estuvieron presentes, una corriente de oxidación aparece a 0,5 V vs Ag/AgCl.             Con los parámetros optimizados se realizó una curva de trabajo para la determinación de trioleína, encontrando un intervalo lineal de concentración comprendido entre 10 y 500 mM. Los límites de detección y de cuantificación fueron 8,47 mM y 25,84 mM, respectivamente. Ensayos de reproducibilidad y repetitividad mostraron valores de desviaciones estándar inferiores al 5 %.