Desarrollo y caracterización de electrodos serigrafiados modificados con óxido de aluminio anódico para su aplicación como bionanosensores

ROMERO RÍOS, F.D.; BRUERA, F.A.; KRAMER, G.R.; RODRÍGUEZ, M.D.; ARES, A.E.; ZAPATA, P.D.

Posadas

Jornada; 1° Jornadas Institucionales del InBioMis; 2022

INBIOMIS-Universidad Nacional de Misiones

El monitoreo de agroquímicos en aguas superficiales se ha vuelto cada vez más relevante en los últimos años para mitigar el daño ambiental y favorecer la realización de buenas prácticas agrícolas. Los métodos convencionales para la detección y cuantificación de estos compuestos consumen mucho tiempo y son costosos, por lo que resulta necesario generar alternativas de detección rápidas que permitan el monitoreo in situ de estos contaminantes. Los biosensores representan una solución viable a esta problemática ambiental, dado que a través de la inmovilización de enzimas es posible desarrollar dispositivos de detección rápidos, de elevada selectividad y sensibilidad. Asimismo, las membranas nanoporosas de óxido de aluminio anódico (OAA) pueden aplicarse como soporte enzimático para la creación de nanobiosensores amperométricos, debido a sus propiedades fácilmente ajustables, gran área superficial y poros estrechamente empaquetados. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo consiste en sintetizar membranas de OAA con diferentes morfologías que actúen como soporte enzimático para funcionalizar electrodos serigrafiados (ES) que puedan aplicarse en el desarrollo de biosensores. Para ello, se sintetizaron mediante oxidación anódica recubrimientos de OAA a partir de la aleación AA1050 durante 2, 3 y 4 h a 30 V, empleando como electrolito ácido oxálico 0,3 M a 40°C. La obtención de membranas de OAA implicó la eliminación del sustrato y la capa barrera de óxido para lograr la apertura completa de los poros. Para ello, se realizó una separación electroquímica de la película aplicando 15 V por encima del voltaje de anodización en solución 70% m/m de HClO4. Una vez separado el óxido, se realizó la apertura de los poros en solución 5% m/m de H3PO4 durante 5 min. El diámetro de poro (dp) de las membranas obtenidas se determinó mediante microscopía electrónica de barrido y el espesor (e) mediante microscopía óptica. A continuación, se funcionalizaron ES adhiriendo la membrana con un adhesivo conductor de plata sobre el electrodo de trabajo. Por último, se caracterizaron electroquímicamente los ES libre (L), con adhesivo (L + A) y con membrana (L + A + OAA) mediante espectroscopía de impedancia en buffer Na2PO4 0.1 M pH = 7 y NaCl 0,9 % m/v, utilizando un potenciostato Palm Sense 4 con una amplitud de potencial de 10 mV y con un barrido de frecuencia desde 100.000 Hz a 0.05 Hz. Las membranas de OAA sintetizadas a diferentes tiempos de anodización presentaron zonas de poro abierto y cerrados de igual tamaño (dp = 31 nm), indicando que el método de apertura aplicado no fue lo suficientemente efectivo para abrir completamente los poros en toda la superficie. Por otra parte, se observó un aumento proporcional del espesor con el tiempo de anodización entre 26-55 μm. Los espectros de impedancia obtenidos para los diferentes electrodos ensayados pudieron ajustarse satisfactoriamente con un mismo circuito eléctrico equivalente. Asimismo, no se encontraron diferencias significativas entre los valores de los parámetros electroquímicos descriptos por el circuito eléctrico equivalente, significando esto que cualquier configuración de electrodo es viable para utilizarse en la construcción del biosensor.