Óxido de grafeno reducido in situ vía polimerización de catecoles como plataforma base para la construcción de biosensores electroquímicos

ANTONELLA MONTEMERLO; GUSTAVO A. RIVAS; MARIA D. RUBIANES

La Plata

Congreso; VIII Congreso Argentino de Química Analítica; 2015

Asociacion Argentina de Quimicos Analiticos

La combinación de estructuras con diferentes características químicas permite modular las propiedades del material final y tiene la ventaja de lograr materiales híbridos con nuevas funcionalidades y dirigidos a un fin específico. En este escenario los nanomateriales, y entre ellos el grafeno, combinados con biopolímeros resultan de enorme interés para su aplicación en dispositivos con propiedades multifuncionales.En este trabajo se presenta una alternativa simple y versátil de obtención de un material híbrido 3D, basado en la reducción de óxido de grafeno (GrO) a través de la polimerización ?in situ? de monómeros catecólicos. Se estudia la naturaleza del monómero de partida para la generación de los biopolímeros correspondientes, mediado por ultrasonido, y su capacidad de reducir al GrO. La oxidación del núcleo catecol lleva a la formación de polímeros melánicos con alta reactividad debido a sus unidades indólicas fácilmente oxidables y reducibles. Mediante una cuidadosa caracterización electroquímica y espectroscópica se demuestra la polimerización ?in situ? del catecol, generando un polímero electroactivo y perm-selectivo hacia especies aniónicas. El híbrido sintetizado e inmovilizado sobre electrodos de carbono vítreo (GCE) demuestra una mejorada performance hacia la reducción de peróxido de hidrógeno respecto del material de partida. Las condiciones óptimas de preparación se lograron ultrasonicando 60 minutos 1,0mg/mL de GrO con 1,0mg/mL de L-Dopa en una solución de buffer Tris 0,01M pH8,6 para favorecer la autopolimerización.El electrodo GCE/GrOred-poliL-Dopa resultante presenta una excelente performance para la detección amperométrica de peróxido de hidrógeno a -100mV. En esas condiciones se obtuvieron sensibilidades de: (68±2) μA/M, con rango lineal desde 2,0x10-4M hasta 6,0x10-3M, reproducibilidad del 3% y límite de detección de 6,5 μM. Además, debido a que el biopolímero generado in situ tiene carga negativa en las condiciones de trabajo, no presenta interferencias de sustancias fácilmente oxidables en muestras biológicas, tales como ácido ascórbico y ácido úrico. Esto último, sumado al hecho de que el híbrido obtenido presenta numerosos grupos reactivos disponibles para la inmovilización de diferentes biomoléculas lo convierten en un material sumamente atractivo y promisorio para aplicaciones en el campo de los biosensores electroquímicos.