Biosensor electroquímico a la carta para L-lactato basado en una arquitectura integrada de nanotubos de carbono funcionalizados con avidina y una nueva L-lactato oxidasa recombinante biotinilada

San Juan

Congreso; XII Congreso Argentino de Química Analítica; 2023

Es bien conocido que la detección y cuantificación de L-lactato es de relevancia tanto en el diagnóstico clínico y la medicina deportiva como en la industria alimentaria. El nivel sérico de L-lactato se ha convertido en un importante indicador de diagnóstico y tratamiento de distintas enfermedades relacionadas con eventos de acidosis metabólica; mientras que, se ha comprobado su utilidad como biomarcador de fatiga muscular en medicina deportiva. Además, la determinación de L-lactato permite evaluar propiedades tan esenciales como la frescura y la calidad de productos alimenticios de consumo diario. En este escenario, los biosensores enzimáticos electroquímicos son de gran interés debido a sus características analíticas tales como alta sensibilidad y selectividad, sencillez operacional y bajos costos, siendo la inmovilización de la enzima uno de los factores claves en la construcción de la bioplataforma y en su performance. El objetivo principal del presente trabajo fue desarrollar un biosensor amperométrico para L-lactato basado en una nueva L-lactato oxidasa recombinante biotinilada (bLOx), la cual fue producida en Escherichia coli mediante una estrategia de biotinilación in vivo, y su inmovilización por afinidad sobre electrodos de carbono vítreo (GCE) modificados con nanotubos de carbonos de pared múltiple funcionalizados con avidina (MWCNT-Av).El nanohíbrido MWCNT-Av se obtuvo por sonicación de MWCNTs (0,625 mg mL-1) en Av (1,250 mg mL-1 preparada en agua/etanol) durante 30 min. Se optimó el proceso de inmovilización evaluándose la influencia de la concentración de bLOx y el tiempo de interacción. La señal analítica se obtuvo amperométricamente a -100 mV a partir de la reducción del peróxido de hidrógeno generado enzimáticamente. Asimismo, se caracterizó la performance analítica de GCE/MWCNT-Av/bLOx en términos de sensibilidad, límite de detección, límite de cuantificación y reproducibilidad. También se estudió la selectividad del biosensor desarrollado y se comprobó su funcionamiento en muestras de suero humano enriquecido con L-lactato. La producción recombinante de una bLOx activa y la estratégica funcionalización de CNTs con Av permitieron, vía la fuerte interacción bioquímica MWCNT-Av···bLOx, el desarrollo de un biosensor electroquímico a la carta para L-lactato con cifras de mérito altamente competitivas.