El desarrollo de un sensor enzimático requiere de un elemento que se reaccione selectivamente con el analito, un transductor de la señal química y de un circuito que permita amplificar y procesar la respuesta [1?3]. La reacción selectiva se logra mediante una enzima, cuya actividad catalítica comúnmente depende en forma significativa de la matriz empleada para la inmovilización de la enzima. La matriz que atrapa a la enzima puede formar parte del electrodo de trabajo o bien estar atrapada entre dos membranas. También influyen otros factores como pH y fuerza iónica del sistema que constituye al biosensor.
En este trabajo se analiza la actividad que presenta la enzima lactato oxidasa entrecruzada e incluida en matrices de mucina, carbopol y mezclas de diferentes proporciones de mucina:carbopol atrapadas entre membranas de policarbonato. Los estudios se realizaron mediante técnicas de espectroscopía UV-visible y voltametría de pulso diferencial. En ambos casos se trabajó con dos celdas separadas por la matriz que contiene a la enzima. El analito se depositó en la celda denominada donora, desde la cual éste podía difundir a través de la matriz hasta la otra celda a la que se llamó aceptora. En la celda aceptora se midió la cantidad de analito que difunde a través de la matriz y el producto de la reacción enzimática.
En trabajos previos [4,5] de nuestro laboratorio se emplearon albúmina, 70:30 con y sin entrecruzar con glutaraldehído como matrices para inmovilizar a la enzima oxalato oxidasa, elemento de bioreconocimiento para la detección de oxalato. Se utilizaron además para a estas matrices cerca del electrodo de trabajo. Se encontró un aumento en el intervalo lineal de la curva de calibración y en la estabilidad del electrodo cuando se usa como soporte la mezcla mucina:carbopol en lugar de albúmina [4]. Estudios reológicos, dieléctricos y difusionales atribuyeron a la mucina el control difusional y al carbopol el aumento de la estabilidad de la enzima en el electrodo a través del sinergismo reológico con la mucina [5]. El control difusional por parte de las matrices influye directamente en el intervalo lineal de la curva de calibración. La interpenetración de cadenas, el entrecruzamiento, la presencia de cargas y el hinchamiento influyen en la respuesta analítica de un sensor a través del control difusional de las especies. En este trabajo se estudian las velocidades de difusión del oxalato en las matrices antes mencionadas por cronoamperometría y por microbalanza de cristal de cuarzo a distintos valores de pH y grados de entrecruzamiento.
La microbalanza de cristal de cuarzo se basa en medir la frecuencia resonante de un cristal de cuarzo cubierto con un electrodo de oro al cual se le adhiere, química o físicamente, una determinada sustancia. La adhesión o incorporación de una especie al electrodo modifica la frecuencia de resonancia del cristal de cuarzo y existen ecuaciones matemáticas que relacionan este cambio de frecuencia con el cambio de masa correspondiente [6,7]. Es parte también de este trabajo el desarrollo de una microbalanza y su acoplamiento a un potenciostato para controlar electroquímicamente al sistema y de esta forma analizar el efecto del campo eléctrico sobre las matrices poliméricas y comparar la difusión del oxalato respecto a estudios de I vs. t.