RUBIANES MARÍA DOLORES
Congresos y reuniones científicas
Título:
Dispersión de nanotubos de carbono de pared múltiple en glucosa oxidasa: caracterización y aplicaciones analíticas para la cuantificación de glucosa
Autor/es:
FABIANA A. GUTIÉRREZ, MARÍA D. RUBIANES Y GUSTAVO A. RIVAS.
Lugar:
Córdoba
Reunión:
Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011
Institución organizadora:
Asociaciòn Argentina de Fisicoquímica y Química Inorgánica
Resumen:
Los nanotubos de carbono (CNT) han recibido gran atención en los últimos años
para la preparación de sensores electroquímicos debido a sus importantes
propiedades mecánicas, estructurales y electrónicas. Una de las estrategias
empleadas para el diseño de estos sensores, ha sido su dispersión en materiales
poliméricos a fin de disminuir las fuerzas de van der Waals que mantienen la cohesión
entre los nanotubos.
En este trabajo se caracterizó la dispersión de nanotubos de carbono de pared
múltiple con glucosa oxidasa (GOx) empleando SEM, IR, UV y técnicas
electroquímicas. La dispersión resultante fue empleada para el desarrollo de
plataformas bioanalíticas para la cuantificación de glucosa. De este modo, la GOx
presenta una doble función, como agente dispersante de los CNTs y como
biocatalizador en la oxidación de glucosa.
Se analizó el efecto del solvente, del tiempo de aplicación de ultrasonido y de la
relación CNT/GOx, no sólo en la eficiencia de la dispersión sino también en la
actividad de la enzima que soporta los CNTs. Los resultados obtenidos demuestran
que aún en presencia de etanol y bajo la acción del ultrasonido, la enzima mantiene su
actividad biocatalítica. La dispersión óptima se logró con 1,0 mg/mL de CNT dispersos
en una solución conteniendo 1,0 mg/mL GOx preparada en agua/etanol 50:50 v/v y
sonicada por 15 minutos.
Las plataformas bioanalíticas fueron obtenidas mediante drop-coating sobre
carbono vítreo (GCE/CNT-GOx). Los electrodos se caracterizaron por SEM y mediante
el empleo de diferentes técnicas electroquímicas. La espectroscopía de impedancia
electroquímica (EIS) demostró que la deposición de la dispersión CNT-GOx produce
un incremento en la resistencia de transferencia de carga empleando la cupla
K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6 como indicador rédox. Mediante voltamperometría cíclica se
pudo determinar que hay transferencia de carga directa entre el FAD y el electrodo,
con un potencial formal de -0,490 V, una separación de potenciales de pico de 0,021 V
y una constante de transferencia de carga de (2.9 ± 0.1) s-1. La cantidad de enzima
electroactiva inmovilizada en la superficie del electrodo fue 1.02 x 10-10 mol cm-2. La
determinación amperométrica de glucosa a 0,700 V mostró una respuesta lineal entre
1.0 y 5.0 mM, con una sensibilidad de (3,2 ± 0,2) x 102 µAM-1 y una gran estabilidad
aún después de 60 días de preparada la dispersión (conservada a 4 oC).
Las excelentes propiedades analíticas de este nuevo biosensor electroquímico
para glucosa demuestran la gran ventaja del empleo de una proteína que actúe como
agente dispersante de los nanotubos de carbono al mismo tiempo que funcione como
elemento de biorreconocimiento, posibilitando, de este modo, el desarrollo de nuevos
diseños con otras con otras biomoléculas.
para la preparación de sensores electroquímicos debido a sus importantes
propiedades mecánicas, estructurales y electrónicas. Una de las estrategias
empleadas para el diseño de estos sensores, ha sido su dispersión en materiales
poliméricos a fin de disminuir las fuerzas de van der Waals que mantienen la cohesión
entre los nanotubos.
En este trabajo se caracterizó la dispersión de nanotubos de carbono de pared
múltiple con glucosa oxidasa (GOx) empleando SEM, IR, UV y técnicas
electroquímicas. La dispersión resultante fue empleada para el desarrollo de
plataformas bioanalíticas para la cuantificación de glucosa. De este modo, la GOx
presenta una doble función, como agente dispersante de los CNTs y como
biocatalizador en la oxidación de glucosa.
Se analizó el efecto del solvente, del tiempo de aplicación de ultrasonido y de la
relación CNT/GOx, no sólo en la eficiencia de la dispersión sino también en la
actividad de la enzima que soporta los CNTs. Los resultados obtenidos demuestran
que aún en presencia de etanol y bajo la acción del ultrasonido, la enzima mantiene su
actividad biocatalítica. La dispersión óptima se logró con 1,0 mg/mL de CNT dispersos
en una solución conteniendo 1,0 mg/mL GOx preparada en agua/etanol 50:50 v/v y
sonicada por 15 minutos.
Las plataformas bioanalíticas fueron obtenidas mediante drop-coating sobre
carbono vítreo (GCE/CNT-GOx). Los electrodos se caracterizaron por SEM y mediante
el empleo de diferentes técnicas electroquímicas. La espectroscopía de impedancia
electroquímica (EIS) demostró que la deposición de la dispersión CNT-GOx produce
un incremento en la resistencia de transferencia de carga empleando la cupla
K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6 como indicador rédox. Mediante voltamperometría cíclica se
pudo determinar que hay transferencia de carga directa entre el FAD y el electrodo,
con un potencial formal de -0,490 V, una separación de potenciales de pico de 0,021 V
y una constante de transferencia de carga de (2.9 ± 0.1) s-1. La cantidad de enzima
electroactiva inmovilizada en la superficie del electrodo fue 1.02 x 10-10 mol cm-2. La
determinación amperométrica de glucosa a 0,700 V mostró una respuesta lineal entre
1.0 y 5.0 mM, con una sensibilidad de (3,2 ± 0,2) x 102 µAM-1 y una gran estabilidad
aún después de 60 días de preparada la dispersión (conservada a 4 oC).
Las excelentes propiedades analíticas de este nuevo biosensor electroquímico
para glucosa demuestran la gran ventaja del empleo de una proteína que actúe como
agente dispersante de los nanotubos de carbono al mismo tiempo que funcione como
elemento de biorreconocimiento, posibilitando, de este modo, el desarrollo de nuevos
diseños con otras con otras biomoléculas.
