Autoensamblado de Polímeros Redox y Nanopartículas de Au Modificadas Superficialmente, para Biosensores

M. G. BELLINO; E. J. CALVO

Campinas, Brasil

Congreso; 13ª Reunion anual de usuarios LNLS; 2003

Laboratorio Nacional de Luz Sincroton

Partículas coloidales de Au fueron sintetizadas, y derivatizadas con MPS ( 3- mercapto propan sulfonato ), comprobando mediante STM ( microscopio de efecto túnel ) que poseen un diámetro de 20 nm aprox. Cuando la derivatización es completada la superficie de las nanopartículas de oro están cubiertas por una monocapa de moléculas MPS adsorbidas sobre la superficie con sus grupos sulfonatos apuntando hacia la solución. Como resultado de esto una superficie negativa y bien caracterizada es obtenida para los coloides. El progreso de la adsorción del MPS sobre las nanopartículas de oro fue monitoreado con un spectrofotómetro UV – visible , siguiendo el pico de intensidad de adsorción a 530 nm de longitud de onda, observado para estas partículas coloidales en suspensión acuosa, registrando  un valor  mínimo cuando la adsorción de MPS es completa. Electrodos de oro son primeramente modificados con MPS , con el objeto de tener superficies cargadas negativamente que atrapen el policatión redox PAH-Os ( polialilamina  modificada con complejo de Os ) . Subsecuentemente el PAH-Os ensamblado provee una superficie cargada positivamente donde los coloides negativos son adsorbidos en una siguiente etapa de adsorción. La masa adherida de coloides derivatizados con  MPS , luego de cada etapa de ensamblado, fue obtenida por medio del uso de QCM ( microbalanza de cristal de cuarzo ) resultando un valor constante adsorbido luego de aprox. 10 min. Voltametrías cíclicas permitieron caracterizar el comportamiento redox de los electródos modificados. El pico redox del sistema correspondiente a PAH-Os atrapado entre la estructura autoensamblada tiene un comportamiento reversible y la masa del PAH-Os ensamblada está relacionada con la carga de reducción u oxidación. Cambios en el espesor y en las propiedades ópticas luego de cada adsorción fueron determinados por eliposometría. Mientras las propiedades ópticas permanecen constantesm, los espesores se incrementan luego de cada adsorción de coloide. A partir de los resultados elipsometricos, electroquímicoa y QCM se concluye que el cubrimiento logrado por con los coloides derivatizados con MPS es bajo, aprox 4%. Durante la siguiente adsorción de PAH-Os solamente las partículas coloidales  en la superficie son cubiertas. Esto no es entonces un mecanismo capa por capa, ya que cuando una nueva etapa de adsorción de coloides es llevada a cabo, estas nanopartículas son adsorbidas entre otras nanopartícalas anteriormente cubiertas por PAH-Os en la etapa anterior. Luego de realizar varias capas alternando coloides y PAH-Os se autoensambló sobre la última capa de polímero una enzima  redox, ( GOx ) capaz de detectar la presencia de glucosa en el medio. El conjunto de estas capas constituyen un biosensor, con una etapa de reconocimiento molecular, un mediador redox  y la correspondiente señal eléctrica generada, y se ajustaron teoricamentes las curvas de respuesta catalítica.