ANÁLISIS DE INDICADORES DE DAÑO AMBIENTAL EMPLEANDO NANOTUBOS DE CARBONO DE PARED SIMPLE BIOFUNCIONALIZADOS COVALENTEMENTE CON ALFA-POLILISINA

MARÍA LAURA RAMÍREZ; VALENTINA TELLO; JOSÉ M. GONZÁLEZ-DOMINGUEZ; ALEJANDRO ANSÓN-CASAOS; JAVIER HERNÁNDEZ-FERRER; MARIA TERESA MARTÍNEZ; GUSTAVO A. RIVAS; MARCELA C. RODRIGUEZ

La Pampa

Congreso; 10º Congreso Argentino de Química Analítica; 2019

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

El agua es el componente esencial más importante para los seres vivos en la Tierra. Debido al rápido crecimiento de la población mundial, la expansión industrial y la producción agrícola, entre otros, uno de los principales problemas ambientales a nivel mundial es la contaminación de los recursos terrestres e hídricos con metales pesados y arsénico entre otras sustancias potencialmente peligrosas. La UNESCO creó en 2015 un plan de acción denominado Agenda 2030, donde se propone la mejora de la calidad del agua al reducir su contaminación mediante la eliminación o reducción del vertido de sustancias químicas y materiales tóxicos, disminuyendo la proporción de aguas residuales no tratadas junto con el aumento de estrategias de reciclaje y reutilización. Debido al uso generalizado de metales pesados en diferentes áreas y al gran efecto tóxico que generan en los sistemas vivos, la necesidad de contar con herramientas analíticas precisas que permitan su monitoreo y cuantificación en áreas clínicas y ambientales se ha convertido en un problema clave. El uso de nanomateriales funcionalizados o compósitos de nanomateriales y biopolímeros es una opción extremadamente interesante para la determinación exitosa de metales pesados debido a las propiedades fisicoquímicas que presentan. En este sentido, los nanotubos de carbono (NTC) ofrecen numerosos beneficios, ya que aumentan considerablemente el área disponible para la interacción con el tóxico, lo que se favorece por la presencia de grupos funcionales en los biopolímeros.En el presente trabajo se propone una plataforma de detección para la cuantificación selectiva y sensible de Pb (II) usando un transductor electroquímico de carbono vítreo modificado con nanotubos de carbono de pared simple (SWCNTs) funcionalizados covalentemente con -polilisina (-PLys). La simple estrategia de detección está basada en la interacción entre Pb (II) y los residuos del biopolímero. La caracterización del bionanomaterial (SWCNT-PLys) se realizó mediante espectroscopia Raman, espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y microscopía electrónica de barrido (SEM), junto con un estudio crítico de las mejores condiciones de detección de la dispersión de la plataforma mediante voltamperometría de pulso diferencial (DPV). Los parámetros experimentales de trabajo, como los tiempos de deposición y de reducción, se optimizaron por DPV. El intervalo lineal obtenido fue de 5,0 a 400,0 ppb con un R2 de 0,992 y un LOD de 1,51 ppb demostrando un excelente desempeño analítico. Este biosensor logró determinar valores de Pb(II) por debajo de los límites permitidos por la OMS en agua de consumo humano (10 ppb), aun en presencia de metales pesados como Hg(II) y Cd(II), demostrando su sobresaliente selectividad, lo cual lo convierte en una interesante y promisoria alternativa para la determinación de Pb(II) en muestras reales de origen ambiental. Finalmente, el biosensor fue empleado para la cuantificación de Pb (II) en muestras de agua natural, demostrando una excelente concordancia con los valores encontrados para las mismas muestras con técnicas de referencia, tales como ICP-MS.