Estudio electroquímico de electrodos de Grafeno modificados y su posible aplicación como sensor electroquímico de Gliadina

Abstract

Resumen Se llevó a cabo la modificación superficial de electrodos de grafito usando óxido de grafeno y nanopartículas de FexOy o Cobre, para evaluar la posible detección de gliadina mediante la técnica de Voltamperometría de Onda Cuadra (VOC). Los distintos agentes modificantes fueron sintetizados vía electroquímica; y luego, caracterizados por diversas técnicas (DRX, DLS, Espectroscopía UV-Visible y MEB) con el fin de obtener información acerca de la forma, tamaño y composición relativa. De éstos, únicamente la metodología para sintetizar NpsCu no funcionó bajo las condiciones de trabajo definidas. Por su parte, se construyeron tres tipos de electrodo modificados, nombrados según el modificante usado: (a) GO, electrodos con óxido de grafeno (b) GO/Fe, electrodos con óxido de grafeno y nanopartículas de óxido de hierro y (c) GO/Cu, electrodos con óxido de grafeno y partículas de cobre. La gliadina usada para realizar las pruebas fue obtenida a partir de muestras de harina de trigo comercial marca Robin Hood, y extraída de ésta con base en las propiedades de solubilidad de las distintas proteínas que componen a dicha harina. Sin embargo, por la inactividad electroquímica característica de los aminoácidos que conforman a la gliadina, el enfoque del proceso de detección estuvo dirigido hacia la inhibición de la señal de oxidación del par electroactivo [Fe(CN)6]-3 / [Fe(CN)6]-4. Así, cuando el electrodo de trabajo consistía en GO/Fe, la adición de gliadina generaba una disminución proporcional de la corriente de pico anódico del Voltamperograma de OC. Para los electrodos de GO y GO/Cu se presentó un comportamiento aleatorio en las respuestas obtenidas, y por ende, se descartaron para el posterior estudio de cuantificación. Usando electrodos de GO/Fe se construyeron diversas curvas de calibrado; a partir de las cuales, se procedió al cálculo de las cifras de méritos más importantes en los sensores: sensibilidad (8,11x10-3 ppm-1), límite de detección (5,5 ppm), límite de cuantificación (22,2 ppm), rango lineal (0,0 – 48,4 ppm). Además, la reproducibilidad del método usando distintos electrodos fue del 13,92%. Estos resultados son prometedores para el desarrollo de un sensor de gliadina con aplicaciones a nivel industrial, pues se ha definido, para los alimentos “exentos de gluten”, un valor límite entre 10 ppm a 20 ppm, según la región geográfica. Palabras Claves: Gliadina, Electroanalítica, Voltamperometría de onda cuadrada, Electrodos modificados, Óxido de grafeno, Nanopartículas, Cifras de mérito.