El descubrimiento de los nanotubos de carbono (CNT) generó gran interés en la comunidad científica debido a la posibilidad de implementar sus extraordinarias propiedades en dispositivos y materiales de alta performance. La dispersión de los CNTs en líquidos es uno de los aspectos más importantes y desafiantes en el desarrollo de dichas aplicaciones ya que los mismos se presentan en forma de agregados, producto de su estructura hidrofóbica. La utilización de moléculas anfifílicas como agentes dispersantes no sólo permite una simple modificación de sustratos para el desarrollo de nuevas plataformas electroquímicas sino que además confiere a los CNTs las propiedades intrínsecas de la molécula. En este sentido, el DNA de doble hebra (dsDNA) resulta un bio-polímero muy atractivo para la dispersión y funcionalización de CNTs debido a sus conocidas propiedades de bio-reconocimiento.
En este trabajo se discutirán las ventajas del uso de una dispersión de CNTs multi-pared tipo bamboo (bCNT) en dsDNA de timo de ternera con el fin de nanoestructurar electrodos de carbono vítreo (GCE) para el desarrollo de nuevas plataformas electroquímicas (bio)analíticas.
Mediante el estudio de las condiciones óptimas de dispersión se pudieron determinar los cambios experimentados por el dsDNA. Evidencias espectroscópicas y electroquímicas mostraron que el grado de desnaturalización es un parámetro clave para explicar los cambios en el grado de dispersión de los bCNT. Esta desnaturalización, sin embargo, es parcial dado que el DNA aún retiene zonas donde la doble hebra se encuentra intacta, como se evidenció por microscopía electrónica de transmisión (TEM). Este fenómeno pudo explicar, entonces, la elección del solvente (agua:etanol 50% v/v), tiempo de aplicación de ultrasonido (45 min) y relación dsDNA/bCNT (100 ppm/1,0 mg mL-1).
Sobre la base de las características que presenta el dsDNA, se evaluó la aplicación de la plataforma GCE/bCNT-dsDNA para el desarrollo de tres tipos de (bio)sensores basados en:
i) el carácter de polianión del dsDNA: al pH de trabajo (7,40) el dsDNA se encuentra cargado negativamente lo cual permitió detectar sensible y selectivamente dopamina (Do) en presencia de su interferente habitual, el ácido ascórbico (AA).
ii) las propiedades de bio-reconocimiento del dsDNA: se estudió la interacción de bCNT-dsDNA con prometazina (PMZ). Del análisis de los cambios en el comportamiento interfacial de la misma sobre GCE/bCNT-dsDNA y GCE/bCNT-ssDNA se pudo poner de manifiesto la intercalación de PMZ en la doble hebra de ADN que soporta los bCNTs. La interacción favorable de PMZ con dsDNA permitió lograr una exitosa cuantificación de PMZ mediante stripping de adsorción con cambio de medio y detección por voltamperometría de pulso diferencial, no sólo en soluciones puras sino también en una formulación farmacéutica con una excelente correlación con los valores reportados por el laboratorio.
iii) el uso de la dispersión como plataforma para la construcción de arquitecturas supramoleculares: a partir del autoensamblado capa por capa de poli(dialil-dimetilamonio) (PDDA) y la enzima glucosa oxidasa (GOx) se desarrolló un (bio)sensor hacia la determinación de glucosa en diversas muestras (jugo, gaseosa y medicamento). Se determinó que la multiestructura GCE/bCNT-dsDNA/(PDDA/GOx)n crece hasta n = 3 sin pérdida apreciable de actividad enzimática, afinidad o selectividad de GOx hacia glucosa.
En conclusión, la funcionalización de bCNT por parte de dsDNA permitió no sólo dispersar a los nanotubos sino también conferirles interesantes propiedades adicionales, en este caso explotadas para el desarrollo exitoso de (bio)sensores electroquímicos dirigidos a la cuantificación de Do, PMZ y glucosa.
