Respuesta amperométrica y materiales mesoporosos en la determinación de biomoléculas: resultados experimentales y númericos.

A..S. PEINETTI; G.A. GONZALEZ; F. BATTAGLINI

Bahia Blanca

Congreso; V Congreso Argentino de Química Analítica; 2009

Asociacion Argentina de Quimica Analitica

En los últimos años la generación de nuevos materiales mesoporosos haabierto la posibilidad de trabajar en una nueva escala de dispositivos experimentales,disminuyendo la cantidad de muestra requerida y los tiempos experimentales.El sistema aquí presentado comprende una celda electroquímica con tres electrodos(trabajo, contra y referencia), en la cual se interpone una membrana porosa de alúmina,el volumen entre el electrodo de trabajo y la membrana se llena con solución buffer y elvolumen entre la membrana y el contraelectrodo se llena con una solución electroactiva;se deja que esta solución difunda hacia el electrodo de trabajo a través de la membrana,por lo que la concentración de las especie electroactiva sobre el electrodo de trabajo ycualquier señal eléctrica generada sobre éste, en particular la corriente de pico generadapor voltametría cíclica y por voltametría de onda cuadrada, dependerá del tiempo dedifusión, de la distancia entre electrodo de trabajo y membrana, y del transporte a travésde la membrana. Los iones de la solución electroactiva que logran atravesarla tienen untamaño menor que sus poros o no interactúan químicamente con ella o con agentes dereconociendo adsorbidos sobre la misma.Con este esquema la membrana fue tratada en una primera etapa con barniz aislantepara ver la respuesta del sistema a diferentes porcentajes de bloqueo. Posteriormente seestudio el efecto del bloqueo de poros con una biomolécula (peoxidasa), que puedeequipararse a un cilindro de 6 nm de largo y 4 nm de diámetro, obteniéndose unaestimación del porcentaje de poros bloqueados y la posibilidad de detectarconcentraciones de proteína mayores a 10nM.Durante este proceso se desarrolló para este sistema un modelo numéricocomputacional basado en las ecuaciones de Nernst Plank para el transporte iónico yPoisson para el campo eléctrico, donde la corriente en el electrodo de trabajo sedeterminó mediante la ecuación de Butler Volmer, cuyos resultados fueron en perfectaconcordancia respecto de valores teóricos esperados y experimentales obtenidos. Estemodelo permitió además seleccionar los parámetros óptimos de trabajo experimental.Los resultados presentados reflejan la viabilidad del diseño para determinacionesanalíticas y su extensión al desarrollo de sensores.