INFLUENCIA DE VARIABLES EXPERIMENTALES EN LA RESPUESTA DE BIOSENSORES AMPEROMETRICOS ENZIMATICOS. MODELO TEORICO

MARCELO RICARDO ROMERO; FERNANDO GARAY; ANA M. BARUZZI

Salta

Congreso; CAFQI XVI; 2009

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Los biosensores enzimáticos amperométricos son dispositivos muy útiles para la detección de analitos de manera específica y rápida, en los cuales se inmoviliza una enzima como elemento de biorreconocimiento. En una de sus variantes la enzima se inmoviliza en una matriz polimérica que se coloca entre dos membranas porosas formando un sándwich sobre la superficie de un electrodo, que actúa como transductor electroquímico. La respuesta del sensor es el resultado de varias etapas: la difusión del analito desde la solución a la matriz por gradiente de concentración, la reacción específica en la matriz con el elemento de biorreconocimiento (enzima), la difusión de los productos generados en la reacción enzimática hacia la solución y hacia el electrodo donde se produce la reacción electroquímica cuya corriente se registra. El sobrepotencial aplicado debe ser suficiente para que la concentración del producto en la superficie del electrodo sea en todo momento igual a cero. En síntesis, hay procesos difusionales del analito, seguido de catálisis enzimática, difusión de productos y reacciones redox sobre la superficie del electrodo. Con el objeto de interpretar la influencia de estas variables en la respuesta del sensor, hemos desarrollado un modelo matemático que describe la respuesta de estos sensores en curvas I vs t (corriente vs tiempo a potencial constante) y curvas de calibración I vs C (corriente vs concentración). Actualmente, se esta evaluando y comparando el modelo con la respuesta experimental de biosensores desarrollados en nuestro laboratorio, bajo diferentes condiciones, como diferente espesor, cantidad de membranas, tipo y carga de enzima, etc. En el pdf se pueden observar distintos gráficos en donde se comparan curvas obtenidas experimentalmente y ajustes realizados con ecuaciones obtenidas en el modelo. La respuesta del sensor es el resultado de varias etapas: la difusión del analito desde la solución a la matriz por gradiente de concentración, la reacción específica en la matriz con el elemento de biorreconocimiento (enzima), la difusión de los productos generados en la reacción enzimática hacia la solución y hacia el electrodo donde se produce la reacción electroquímica cuya corriente se registra. El sobrepotencial aplicado debe ser suficiente para que la concentración del producto en la superficie del electrodo sea en todo momento igual a cero. En síntesis, hay procesos difusionales del analito, seguido de catálisis enzimática, difusión de productos y reacciones redox sobre la superficie del electrodo. Con el objeto de interpretar la influencia de estas variables en la respuesta del sensor, hemos desarrollado un modelo matemático que describe la respuesta de estos sensores en curvas I vs t (corriente vs tiempo a potencial constante) y curvas de calibración I vs C (corriente vs concentración). Actualmente, se esta evaluando y comparando el modelo con la respuesta experimental de biosensores desarrollados en nuestro laboratorio, bajo diferentes condiciones, como diferente espesor, cantidad de membranas, tipo y carga de enzima, etc. En el pdf se pueden observar distintos gráficos en donde se comparan curvas obtenidas experimentalmente y ajustes realizados con ecuaciones obtenidas en el modelo.