Funcionalización polimérica de membranas mesoporosas para su aplicación en el desarrollo de biosensores

ANA SOL PEINETTI; GRACIELA A. GONZALEZ; FERNANDO BATTAGLINI

Santa Fe

Congreso; VI Congreso Argentino de Química Analítica; 2011

Asociacion Argentina de Quimicos Analiticos

Si bien existen un gran número de reacciones de bioafinidad basadas en la unión entre un analito con un ligando que permiten el reconocimiento específico de biomoléculas, en muchos casos los cambios fisicoquímicos que éstas producen en el entorno no permiten su aplicación directa en la construcción de sensores. Los sistemas mesoporosos permiten el reconocimiento molecular debido a que, dado el tamaño de los poros, pueden alojar biomoléculas en forma individual produciéndose de esta manera cambios notorios en el entorno del poro que repercute por ejemplo en cambios de las propiedades del sistema[. En este contexto, estos sistemas presentan atrayentes ventajas en el desarrollo de sensores: posibilitan la determinación de prácticamente cualquier molécula, permiten mejorar notoriamente el límite de detección y disminuir el tamaño de muestra. Por otra parte, la modificación de membranas de alúmina con una matriz polielectrolito-surfactante permite la funcionalización de las mismas y la introducción posterior de agentes de reconocimiento,  generando así una respuesta selectiva del sensor.En este trabajo presentamos el comportamiento de membranas de alumina modificada con polialilamina y dodecilsulfato cuando son interpuestas en la difusión de especies redox hacia el electrodo y la respuesta electroquímica del sistema. El estudio se realiza mediante voltametria de onda cuadrada y  se observa una importante reducción en el transporte de la especie redox utilizada como sonda, en comparación al sistema modificado químicamente, sugiriendo que el cubrimiento debido al polímero, cierra en mayor medida los poros o produce un camino más tortuoso en el sistema. Paralelamente el sistema es estudiado simulando la respuesta electroquímica a diferentes porcentajes de bloqueo de la membrana y diferentes distancias entre electrodo y membrana, mediante un modelo numérico computacional basado en las ecuaciones de Nernst Plank para el transporte iónico y Poisson para el campo eléctrico.  Tanto la simulación como los resultados experimentales demuestran que de ambos efectos, mayor cubrimiento y menor distancia de difusión, resulta un mejor límite de detección y un rango dinámico de detección extendido respecto de ensayos donde la modificación de la membrana es realizada químicamente.Finalmente se introduce en la funcionalización un agente de reconocimiento (biotina) y se completa el bloqueo incubando con avidita a diferentes concentraciones, este sistema modelo muestra el potencial uso en un ensayo libre de marcadores.  De este modo el dispositivo completo  permite detectar concentraciones inferiores a 1nM.