Nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados no covalentemente con poliarginina: una sencilla alternativa para la construcción de biosensores de etanol autointegrados

GALLAY, PABLO A.; EGUÍLAZ, M; RIVAS, G. A

Congreso; x Congreso Argentino de Quimica Analitica; 2019

Nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados nocovalentemente con poliarginina: una sencilla alternativa para laconstrucción de biosensores de etanol autointegradosP.Gallay*, M. Eguílaz, G. Rivas*INFIQC, Departamento de Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba,5000 Córdoba, Argentina.*e-mail: pablogallay@hotmail.com; grivas@fcq.unc.edu.arLos biosensores electroquímicos basados en enzimas deshidrogenasas han atraído unaconsiderable atención debido a que poseen ventajas inherentes en comparación con las enzimasoxidasas, ya que son independientes del oxígeno, más específicas y son aplicables a una granvariedad de sustratos1. Sin embargo, la gran limitación de los sistemas biosensores basados endeshidrogenasas es que, al contrario que las oxidasas, no poseen el cofactor NAD+ integrado en suestructura tridimensional, por lo que es necesaria su inclusión en el electrolito soporte para realizarcada determinación, convirtiéndolas en lentas y costosas2. En este sentido, para la construcción deeste tipo de biosensores se necesitan nuevas estrategias que permitan el íntimo contacto enzimacofactory su total integración en la superficie electródica.En este trabajo se describe la preparación de un biosensor de etanol basado en el empleo decarbono vítreo (GCE) modificado con nanotubos de carbono de pared múltiple funcionalizados nocovalentemente con poliarginina (MWCNTs-Polyarg) como plataforma para la coinmovilizaciónrobusta de la enzima alcohol deshidrogenasa (ADH) y el cofactor NAD+. La plataformaGCE/MWCNTs-Polyarg se preparó por modificación de electrodo con una dispersión MWCNTs-Polyarg obtenida con 0,75 mg mL1 de MWCNTs y 1,0 mg mL-1 de Polyarg (en agua desionizada)aplicando ultracavitación durante 5,0 min con una sonda de ultrasonidos. GCE/MWCNTs-Polyargdemostró una notable actividad electrocatalítica hacia la oxidación de NADH permitiendo sudeterminación con un amplio intervalo lineal entre 1,0 x 10-6 M y 6,0 x 10-4 M, una sensibilidad de(19,9 ± 0,2) μA mM-1, y un límite de detección de 83 μM. Estas excelentes propiedades junto con lacapacidad de la Polyarg para acumular especies aniónicas3, permitió la construcción de unbiosensor completamente integrado mediante la coinmovilización de ADH y NAD+ sobre laplataforma GCE/MWCNTs-Polyarg. La bioplataforma óptima fue preparada mediante la deposiciónde una alícuota de 20 μL de una solución que contenía 81 U mL-1 de ADH y 5,0 x 10-3 M de NAD+,y posterior evaporación el solvente a temperatura ambiente. El biosensor GCE/MWCNTs-Polyarg/NAD+-ADH permitió la determinación de etanol con un tiempo de respuesta de 8s, unintervalo lineal entre 5,0 x 10-6 M y 1,0 x 10-4 M, una sensibilidad de (1487 ± 6) μA M-1, un límite dedetección de 0,65 μM y una reproducibilidad del 5,5%, siendo aplicado exitosamente para lacuantificación de etanol en diferentes bebidas alcohólicas comerciales.