CONSTRUÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E OTIMIZAÇÃO DE BIOSSENSOR AMPEROMÉTRICO BASEADO EM ELETRODOS DE MINICAVIDADE COM PASTA DE CARBONO

Resumo

O presente estudo focou a construção de um biossensor baseado em pasta de carbono in-serido em minicavidade. A proposta foi avaliar o sensor como plataforma para o desenvolvimento de eletrodos modificados com mediadores eletroanalíticos para mediação do processo catalítico de enzi-mas acetilcolinesterases. A pasta de carbono foi desenvolvida a partir da mistura de grafite em pó e óleo mineral, sendo inserida em uma minicavidade de 0,3 mm de diâmetro em sensor de vidro. Foi efetuada a caracterização do sensor por voltametria cíclica e de pulso diferencial em meio de tampão fosfato pH 7,2. Posteriormente o eletrodo foi modificado com TCNQ e azul de metileno, na proporção de 1% (m/m). Os sensores modificados foram avaliados por voltametria cíclica e de pulso diferencial. Foi efetuado um estudo quimiométrico para definição das melhores condições de catálise enzimática (planejamento fato-rial 24), sendo avaliados os fatores: tipo de mediador, porcentagem de mediador, quantidade de enzima e concentração do substrato enzimática, nos níveis alto e baixo. Os picos relativos aos processos redox indicaram que o TCNQ apresentou melhores características de sinais eletroanalíticos na caracterização. O estudo quimiométrico indicou que o tipo de mediador influencia mais fortemente no sistema de catálise. O azul de metileno 1,5%, com a enzima acetilcolinesterase imobilizada (0,1 U/eletrodo), sendo catalisada por cloreto de acetiltiocolina (entre 1 a 2 mmol L-1) foi a melhor condição desenvolvida no estudo. As cur-vas analíticas iniciais indicam que o conjunto pode ser uma plataforma bastante eficiente para construção de biossensores enzimáticos.

Palavras-chave: Eletrodo de minicavidade. Biossensores amperométricos. Mediadores eletroquími-cos.

CONSTRUCTION, CHARACTERIZATION AND OPTIMIZATION OF AMPEROMETRIC BIOSENSOR BASED IN MINICAVITY ELECTRODES WITH CARBON PASTE

ABSTRACT: This study focused on the construction of biosensors based on carbon minicavity inserted into paste. The proposal was to evaluate the sensor as a platform for the development of electrodes mo-dified with electroanalytical mediators to mediate the catalytic process of enzymes acetylcholinesterase.The carbon paste was developed from a mixture of powdered graphite and mineral oil were placed in a mini cavity of 0.3 mm diameter glass sensor. The characterization of the sensor was performed by cyclic voltammetry and differential pulse amid phosphate buffer pH 7.2. Thereafter , the electrode was modified with methylene blue and TCNQ at a ratio of 1% (w/w). The modified sensors were evaluated by cyclic voltammetry and differential pulse. The kind of mediator, the mediator percentage, the amount of enzyme and substrate concentration of enzyme, the high and low levels: A chemometric study to define the best conditions for enzymatic catalysis (24 factorial design) and evaluated the factors was performed. The peaks for the redox processes indicated that the TCNQ showed better characteristics of electroanalytical signal characterization. The chemometric study indicated that the type of mediator influence more strongly in catalysis system. Methylene blue 1.5%, with acetylcholinesterase immobilized enzyme (0.1 U/electrode) and is catalyzed by acetylthiocholine chloride (between 1 and 2 mmol L-1) was the best condition develo-ped in the study. The initial calibration curves indicate that the assembly can be a very powerful platform for building enzyme biosensors.

KEYWORDS: Minicavity electrode. Amperometric biosensors. Electrochemical mediators.

CONSTRUCCIÓN, CARACTERIZACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE BIOSENSORES AMPEROMÉTRICOS BASAOS EN ELECTRODOS DE MINICAVIDAD CON PASTA DE CARBON

RESUMEN: Esta investigación se centró en la construcción de biosensores basados en minicavidad con pasta de carbón allí insertados. l. La propuesta fue evaluar el sensor como una plataforma para el de-sarrollo de electrodos modificados con mediadores electroanalíticos para mediar en el proceso catalítico de las enzimas acetilcolinesterasa. La pasta de carbón se desarrolló a partir de una mezcla de grafito en polvo y aceite mineral, se colocaron en un mini cavidad de 0,3 mm de diámetro del sensor de vidrio. La caracterización del sensor se realizó mediante voltametría cíclica y el pulso diferencial en medio de tam-pón fosfato pH 7,2. A partir de entonces , el electrodo se modificó con azul de metileno y TCNQ en una proporción de 1 % (w/w). Los sensores modificados fueron evaluados por voltametría cíclica y de pulso diferencial.Fue realizado un estudio quimiométrico para mejor definición de las mejores condiciones de catalise enzimática, (diseño factorial 24) siendo evaluados los siguintes factores: tipo de mediador, el por-centaje de mediador, la cantidad de concentración de enzima y sustrato de enzima en los niveles altos y bajos. Los picos de los procesos redox indicaron que el TCNQ mostró mejores características de la carac-terización de la señal electroanalítico. El estudio quimiométrico indicó que el tipo de mediador influye más fuertemente el sistema de catálisis . El azul de metileno 1,5 % , con acetilcolinesterasa inmovilizada de la enzima (0,1 U/electrodo ) y catalizada por cloruro de acetiltiocolina (entre 1 y 2 mmol de L- 1) fue la mejor condición desarrollado en el estudio. Las curvas de calibración iniciales indican que el conjunto puede ser una plataforma muy potente para la construcción de biosensores enzimáticos.

PALABRAS CLAVE: Electrodo de minicavidad. Biosensores amperométricos. Mediadores electroquími-cos.