Resumen de Detección electroquímica de peróxido de hidrógeno usando peroxidasa de pasto Guinea (Panicum maximum) inmovilizada sobre electrodos serigrafiados de puntos cuánticos

Paula Guarín, Herminsul J. Cano, John J. Castillo

• español

  Los biosensores electroquímicos son herramientas analíticas de rápida y confiable respuesta que han adquirido especial interés en los últimos años gracias a la posibilidad de integrar biomoléculas con electrodos hechos a base de materiales nanométricos. En este trabajo se desarrolló un biosensor electroquímico para detección de peróxido de hidrógeno (H2O2) usando peroxidasa de pasto Guinea (PPG) inmovilizada sobre electrodos serigrafiados de puntos cuánticos (ESPC). La PPG fue aislada y parcialmente purificada a partir de hojas de pasto Guinea con una actividad específica de 602 Umg-1. Posteriormente, la PPG fue inmovilizada sobre la superficie del ESPC mediante adsorción física y el estudio del comportamiento electroquímico fue llevado a cabo mediante voltamperometría cíclica y cronoamperometría. La PPG reveló una pareja bien definida de señales redox a 17mV/-141mV correspondientes al proceso redox del grupo hemo (Fe2+/Fe3+) de las peroxidasas. La reducción bioelectrocatalítica del peróxido de hidrógeno se observó a un potencial redox de -645 mV vs Ag. Este proceso fue controlado por difusión de las especies en la superficie del electrodo en un rango de velocidad de barrido lineal de 50-500 mV/s. La cronoamperometría permitió la construcción de curvas de calibración entre la corriente de reducción y la concentración del H2O2 para la determinación de parámetros analíticos como sensibilidad, rango lineal y nivel mínimo de detección. El desarrollo de este biosensor amperométrico se convierte en un paso preliminar para la construcción de un dispositivo portátil y de respuesta rápida para el análisis de H2O2 en muestras de interés ambiental y biomédico.

• português

  Os biossensores eletroquímicos são ferramentas analíticas de resposta rápida e confiável que adquiriram interesse especial nos últimos anos, graças à possibilidade de integrar biomoléculas com eletrodos feitos de materiais nanométricos. Neste trabalho, um biossensor eletroquímico foi desenvolvido para a detecção de peróxido de hidrogênio (H2O2) usando peroxidase do capim-da-Guiné (PPG) imobilizada em eletrodos serigráficos de pontos quânticos (ESPC) serigrafados. O PPG foi isolado e parcialmente purificado a partir de folhas de capim-da-Guiné com atividade específica de 602 U mg-1. Posteriormente, o PPG foi imobilizado na superfície do ESPC por adsorção física e estudo do comportamento eletroquímico foi realizado por voltametria cíclica e cronoamperometria. O PPG revelou um par bem definido de sinais redox em 17mV/-141mV correspondente ao processo redox do grupo heme (Fe2+/Fe3+) de peroxidases. A redução bioeletrocatalítica do H2O2 foi observada com um potencial redox de -645 mV vs. Ag. Esse processo foi controlado pela difusão das espécies na superfície do eletrodo em uma faixa de velocidade de varredura linear de 50-500 mV/s. A cronoamperometria permitiu a construção de curvas de calibração entre a corrente de redução e a concentração de H2O2 para a determinação de parâmetros analíticos como sensibilidade, faixa linear e nível mínimo de detecção. O desenvolvimento deste biossensor amperométrico torna-se uma etapa preliminar para a construção de um dispositivo portátil e de resposta rápida para a análise de H2O2 em amostras de interesse ambiental e biomédico.

• English

  Electrochemical biosensors are analytical tools of fast and reliable response that have acquired interest in the last years due to the possibility of integrating biomolecules and electrodes made of nanometric materials. In this study, an electrochemical biosensor to detect hydrogen peroxide (H2O2) based on Guinea Grass peroxidase (GGP) immobilized on screen-printed quantum dots electrodes (SPQDE) was developed. GGP was partially purified from Guinea grass leaves having a specific activity of 602 U mg-1.Then, GGP was immobilized by physical adsorption on the surface on SPQDE and the electrochemical behavior was carried out through cyclic voltammetry and chronoamperometry techniques. GGP revealed a well-defined pair of redox signals at 17mV/-141mV corresponding to the redox process of the heme group (Fe2+/Fe3+) of peroxidases. The bioelectrocatalytic reduction of H2O2 has a redox potential of -645 mV vs Ag. This process was controlled by the diffusion of the species on the electrode surface using a scan rate range of 50-500 mV s. Chronoamperometry studies allow us the construction of calibration curves of reduction current vs H2O2 concentration for the determination of analytical parameters such as sensitivity, linear range and minimum detection level. The development of this amperometric biosensor becomes a preliminary step for the construction of a portable and rapid response device for the analysis of H2O2 in samples of environmental and biomedical interest.