Dispersión de nanotubos de carbono de pared múltiple en glucosa oxidasa: caracterización y aplicaciones analíticas para la cuantificación de glucosa.

FABIANA GUTIERREZ; M. DOLORES RUBIANES; GUSTAVO A. RIVAS

Córdoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fcoqca y Qca inorgánica; 2011

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Los nanotubos de carbono (CNT) han recibido gran atención en los últimos años para la preparación de sensores electroquímicos debido a sus importantes propiedades mecánicas, estructurales y electrónicas. Una de las estrategias empleadas para el diseño de estos sensores, ha sido su dispersión en materiales poliméricos a fin de disminuir las fuerzas de van der Waals que mantienen la cohesión entre los nanotubos. En este trabajo se caracterizó la dispersión de nanotubos de carbono de pared múltiple con glucosa oxidasa (GOx) empleando SEM, IR, UV y técnicas electroquímicas. La dispersión resultante fue empleada para el desarrollo de plataformas bioanalíticas para la cuantificación de glucosa. De este modo, la GOx presenta una doble función, como agente dispersante de los CNTs y como biocatalizador en la oxidación de glucosa. Se analizó el efecto del solvente, del tiempo de aplicación de ultrasonido y de la relación CNT/GOx, no sólo en la eficiencia de la dispersión sino también en la actividad de la enzima que soporta los CNTs. Los resultados obtenidos demuestran que aún en presencia de etanol y bajo la acción del ultrasonido, la enzima mantiene su actividad biocatalítica. La dispersión óptima se logró con 1,0 mg/mL de CNT dispersos en una solución conteniendo 1,0 mg/mL GOx preparada en agua/etanol 50:50 v/v y sonicada por 15 minutos. Las plataformas bioanalíticas fueron obtenidas mediante drop-coating sobre carbono vítreo (GCE/CNT-GOx). Los electrodos se caracterizaron por SEM y mediante el empleo de diferentes técnicas electroquímicas. La espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) demostró que la deposición de la dispersión CNT-GOx produce un incremento en la resistencia de transferencia de carga empleando la cupla K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6 como indicador rédox. Mediante voltamperometría cíclica se pudo determinar que hay transferencia de carga directa entre el FAD y el electrodo, con un potencial formal de -0,490 V, una separación de potenciales de pico de 0,021 V y una constante de transferencia de carga de (2.9 ± 0.1) s-1. La cantidad de enzima electroactiva inmovilizada en la superficie del electrodo fue 1.02 x 10-10 mol cm-2. La determinación amperométrica de glucosa a 0,700 V mostró una respuesta lineal entre 1.0 y 5.0 mM, con una sensibilidad de (3,2 ± 0,2) x 102 µAM-1 y una gran estabilidad aún después de 60 días de preparada la dispersión (conservada a 4oC). Las excelentes propiedades analíticas de este nuevo biosensor electroquímico para glucosa demuestran la gran ventaja del empleo de una proteína que actúe como agente dispersante de los nanotubos de carbono al mismo tiempo que funcione como elemento de biorreconocimiento, posibilitando, de este modo, el desarrollo de nuevos diseños con otras con otras biomoléculas.