CONSTRUÇÃO DE BIOSSENSORES AMPEROMÉTRICOS À BASE DA ENZIMA ACETILCOLINESTERASE CONTENDO MACROALGA DE AMBIENTE ESTUARINO PARA A DETECÇÃO DO AGENTE ANTICOLINESTERASE PARATION METÍLICO

Abstract

Biossensores amperométricos à base da enzima AChE foram desenvolvidos para detecção do inseticida organofosforado (OP) paration metílico, muito utilizado na agricultura brasileira. Foram empregadas enzimas AChE comerciais extraídas de eritrócito bovino (EB) e da enguia elétrica (EE), incorporadas a uma pasta de grafite, em presença da macroalga (Cladaphropsis membranácea) obtida de regiões estuarinas de São Luís, MA, e do álcool polivinílico contendo grupamentos estirilpiridínicos (PVA-SbQ). Na presença da macroalga e do mediador TCNQ, foi possível realizar as medidas de corrente a um potencial relativamente baixo (60 mV). Foram realizadas leituras cronoamperométricas e registradas as respostas da corrente elétrica, determinando a concentração ideal do substrato (cloreto de acetiltiocolina, ATChCl) (0,4 mmolL-1 para AChE (EB) e 0,05 mmolL-1 para AChE (EE) com uma carga de 8,68 mU/eletrodo), de forma a se obter uma corrente de aproximadamente 200 nA. No estudo de reprodutibilidade do sensor, foi obtido coeficiente de variação de 17,3%. A linearidade do biossensor para o pesticida OP paration metílico foi de 0,01 a 1,0 μgL-1, e o limite de detecção, baseado em 10% de IR, foi de 0,41 μgL-1. O sensor desenvolvido neste trabalho mostrou-se sensível e reprodutível, podendo ser empregado na detecção futura de agentes anticolinesterase em diferentes matrizes.

Palavras-chave: Biossensores Amperométricos. Acetilcolinesterase. Pesticidas Organofosforados.



CONSTRUCTION OF AMPEROMETRIC BIOSENSORS BASED ON ENZYME ACETYLCHOLINESTERASE CONTAINING MACROALGAE OF ESTUARY ENVIRONMENT FOR DETECTION OF THE ANTICHOLINESTERASE AGENT METHYL PARATHION

Abstract: Amperometric biosensors based on enzyme AChE were developed for detection of organophosphate insecticide (OP) parathion, widely used in agriculture. Commercial enzyme AChE extracted from bovine erythrocyte (EB) and the electric eel (EE) were used, incorporated into a graphite paste in the presence of macroalgae (Cladaphropsis membranacea) obtained from the estuarine regions of São Luís, MA, and from polyvinyl alcohol containing estirilpiridínicos groups (PVA-SBQ). In the presence of the mediator TCNQ and macroalgae was possible to perform measurements of current at a relatively low potential (60 mV). Cronoamperometrics readings were taken and the responses of the electric current were recorded,  determining the optimal concentration of substrate (acetylthiocholine chloride, ATChCl) (0.4 mmolL-1 for AChE (EB) and 0.05 mmolL-1 for AChE (EE) and load of 8.68 mU / electrode), in order to obtain a current of 200nA. In the study of reproducibility of the sensor was obtained coefficient of variation of 17.3%. The linearity of the biosensor for the OP pesticide parathion was 0.01 to 1.0 μgl-1, and the detection limit, based on 10% IR was 0.41 μgl-1. The sensor developed in this study was sensitive and reproducible and can be used in future detection of anticholinesterase agents in different matrices.

Keywords: Amperometric Biosensors. Acetylcholinesterase. Organophosphate pesticides.



CONSTRUCCIÓN DE BIOSENSORES AMPEROMÉTRICOS BASADO EN LA ENZIMA ACETILCOLINESTERASA CONTENIENDO MACROALGAS ESTUARINAS PARA LA DETECCIÓN DEL AGENTE ANTICOLINESTERÁSICO PARATIÓN-METILICO

Resumen: Biosensores amperométricos basados en la enzima AChE fueron desarrollados para la detección del insecticida organofosforado (OP) metil paratión, ampliamente utilizado en la agricultura. Se utilizó la enzima comercial AChE de eritrócitos bovinos(EB) y de la anguila eléctrica (EE), mesclados en una pasta de grafito en presencia de macroalgas (Cladaphropsis membranacea) obtenido a partir de las regiones del estuario de la ciudad de São Luis, MA, y del alcohol polivinílico conteniendo grupos estirilpiridínicos (PVASBQ). En la presencia del mediador TCNQ y de la macroalga fue posible hacer mediciones de corriente a un potencial relativamente bajo (+ 60 mV). Medidas cronoamperométricas fueron realizadas y se registraron las respuestas de la corriente eléctrica, para determinar la concentración óptima del sustrato (cloruro de acetiltiocolina, ATChCl) (0,4 mmolL-1 para la AChE (EB) y 0,05 mmolL-1 para la AChE (EE) con una carga de 8,68 mU/electrodo), de modo a obtener una corriente de + 200 nA. En el estudio de la reproducibilidad del sensor se obtuvo un coeficiente de variación de 17,3%. La linealidad del biosensor para el plaguicida paratión OP fue de 0,01 a 1,0 μgL-1, y el límite de detección, basado en 10% de IR fue de 0,41 μgL-1. El sensor desarrollado en este estudio resultó ser sensible y reproducible y se puede utilizar en la detección futura de agentes anticolinesterasa en distintas matrices.

Palabras clave: Biosensores Amperométricos. Acetilcolinesterasa. Pesticidas Organofosforados.