Determinación electroquímica de teofilina, cafeína y ácido gálico mediante nanotubos de carbono decorados con poli(L-prolina) en muestras biológicas y alimentarias

NICOLÁS A. ASCHEMACHER; SOFÍA A. GEGENSCHATZ; ÁLVARO S. SIANO; CARLA M. TEGLIA; HÉCTOR C. GOICOECHEA; FABIANA A. GUTIERREZ

San Juan

Congreso; XII Congreso Argentino de Química Analítica; 2023

Los fitoquímicos, xantinas y polifenoles, son compuestos producidos por las plantas, los cuales son biológicamente activos y juegan un papel importante en su crecimiento y en mecanismos de control y defensa frente a competidores, patógenos y depredadores. Entre ellos, las xantinas son una variedad de sustancias pertenecientes a la familia de las purinas. Los derivados N-metilados de las xantinas, llamados metilxantinas, son metabolitos secundarios de las plantas. Este grupo incluye compuestos bien conocidos como la cafeína (1,3,7-trimetilxantina) (CAF) y la teofilina (1,3- dimetilxantina) (TP)1, las cuales poseen una variedad de efectos farmacológicos, incluidos los antidepresivos, acciones antiinflamatorias y antihipertensivas. Debido a sus similitudes estructurales, la detección simultánea de TP y CAF puede ser un desafío. Por otro lado, los polifenoles son un grupo de metabolitos secundarios ampliamente distribuidos en todos los órganos de las plantas. Debido a su abundancia en el reino vegetal, son un componente importante de la dieta, especialmente en frutas y verduras, aceite de oliva, cacao y bebidas como el té, el vino o el café, resultandos importantes para la salud humana. El ácido gálico (GA) (ácido 3,4,5- trihidroxibenzoico) es uno de los ácidos fenólicos primarios que se encuentran en varias frutas, semillas de frutas, hojas de té y alimentos y bebidas derivados de frutas2. El GA ha recibido una atención considerable debido a sus numerosas propiedades biológicas y farmacéuticas, como actividades antiinflamatorias, antitumorales y antioxidantes, así como su potencial para proteger contra enfermedades cardiovasculares.En el presente trabajo, se desarrolló un sensor electroquímico simple y reproducible, basado en el uso de nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados con poli(L-prolina), la cual fue electrosintetizada in- situ (poly(PRO)- MWCNTs/GCE), generando una plataforma sensora para la determinación simultánea de GA, TP y CAF, con detección mediante voltametría de pulso diferencial (DPV).La plataforma de detección fue optimizada mediante diseño experimental, donde varios factores como las condiciones de síntesis del polimero, pH, numero de ciclos de electropolimerización, concentraciones de L- prolina y MWCNT, así como el tiempo de sonicado fueron analizados.Posteriormente, se llevo a cabo la caracterización y el estudio del comportamiento electroquímico de GA, TF y CAF. Este nuevo sensor electroquímico mostró una propiedad electrocatalítica superior para la oxidación de GA, TP y CAF, mejorando significativamente la sensibilidad de los tres compuestos. Bajo las condiciones experimentales óptimas, los límites de detección obtenidos por S/N fueron 0,03, 0,04 y 0,11 μmol L-1 para GA, TP y CAF, respectivamente. El análisis de muestras reales se realizó con éxito en leche materna humana, té, infusión de yerba pare, café, coca-cola zero y bebida energizante. A nivel recuperación, se obtuvieron buenos resultados en el orden de 94-108%. El sensor propuesto también mostró buena selectividad, repetibilidad y reproducibilidad, lo que indica viabilidad y confiabilidad.Esta es la primera vez que el monómero de prolina se usa como dispersante para MWCNT y como posterior precursor para la polimerización in situ del polímero de prolina. De esta manera, se mejoran la gran área de superficie específica y la fuerte capacidad de adsorción del nanomaterial y se aumenta la capacidad de promover la reacción de transferencia de electrones, lo que proporciona suficientes sitios de reacción efectivos.