Aplicaciones analíticas de (bio)sensores electroquímicos basados en nanoestructuras de carbono

EMILIANO N. PRIMO; FABIANA A. GUTIERREZ; PABLO R. DALMASSO; AURELIÉN GASSNIER; MARCOS EGUILAZ RUBIO; GUILLERMINA L. LUQUE; MARÍA L. PEDANO; MARCELA C. RODRIGUEZ; NANCY F. FERREYRA; MARÍA D. RUBIANES; GUSTAVO A. RIVAS

La Serena

Congreso; XXI Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2014

Sociedad Iberoamericana de Electroquímica

En las últimas dos décadas ha surgido un gran interés en el empleo de nanomateriales para eldiseño de (bio)sensores electroquímicos. En particular, el campo de los sensores electroquímicosbasados en nanotubos de carbono (CNT) ha experimentado un notable crecimiento desde 1996, en tantoque desde 2004 se han reportado interesantes contribuciones en aspectos relacionados con el uso degrafeno (Gr) para el desarrollo de (bio)sensores electroquímicos. En esta comunicación se presenta unanálisis crítico acerca de la respuesta electroquímica así como las aplicaciones analíticas de(bio)sensores basados en el empleo de nanotubos de carbono (CNT) y grafeno (Gr).Los (bio)sensores preparados con CNT fueron obtenidos por dispersión de dos tipologíasestructurales de los mismos: ?hollow? (hCNT) y ?bamboo? (bCNT) en diferentes polímeros y posteriordeposición en la superficie de electrodos de carbono vítreo (GCE). Se efectuó un análisis crítico delefecto de la potencia y tiempo de sonicado, relación polímero/CNT y naturaleza del polímero en elcomportamiento electroquímico de GCE modificado con CNT dispersos en polietilenimina (PEI) ypolihistidina (Polyhis)empleando ácido ascórbico como marcador rédox. Los (bio)sensores resultantesestuvieron dirigidos a: i)la cuantificación de Cu(II) con GCE/hCNT-Polyhis a través de la preconcentracióndel catión mediante la formación de complejos con la Polyhis que soporta los CNT y posterior reducciónelectroquímica del Cu (II) acumulado; ii)la detección amperométrica de aminoácidos electroactivos y noelectroactivos a bajos potenciales y pH fisiológicos empleando GCE modificado con una dispersión demicropartículas de cobre, hCNT y PEI a través de la formación de complejos entre el aminoácido y elcobre superficial; iii)la cuantificación amperométricade peróxido de hidrógeno empleando GCEmodificado con bCNT dispersos en PEI.En cuanto al desarrollo de (bio)sensores electroquímicos basados en el uso de Gr, se trabajó conelectrodos obtenidos por dispersión de Gr en aceite mineral (?graphene paste electrode?, GrPE). Seefectuó una caracterización de los electrodos mediante voltamperometría cíclica (CV) y espectroscopíade impedancia electroquímica (EIS), encontrándose que la presencia de Gr produce una disminuciónimportante en los sobrepotenciales de oxidación de diversos marcadores rédox; una marcadadisminución en la separación de los potenciales de pico en el caso de catecol e hidroquinona y unadisminución en las resistencias de transferencia de carga para la cupla hidroquinona/benzoquinona,demostraron que aún en presencia del aceite mineral, el Gr mantiene sus propiedades catalíticas. ElGrPE se usó para la detección voltamperométricade NADH y la cuantificación de dopamina en presenciade ácido ascórbico (AA) por voltamperometría de pulso diferencial con ?stripping? de adsorción previocambio de medio. También se estudió la incorporación de alcohol deshidrogenasa (ADH) y su cofactorNAD+ y de polifenol oxidasa (PPO) para la cuantificación de etanol y de compuestos fenólicos,respectivamente, con excelente aplicación en la determinación de los analitos correspondientes enmuestras reales de interés bromatológico.Los resultados permiten concluir que una adecuada selección del agente dispersante de los CNTseguido de la posterior modificación de GCE con la dispersión resultante, hace posible el desarrollo de(bio)sensores electroquímicos con excelente ?performance? analítica; en tanto que la presencia de GrenGrPE permite lograr excelentes resultados que surgen de una exitosa combinación de las ventajas delos materiales compósito y las propiedades catalíticas del Gr.