Aplicaciones de biosensores electroquímicos en la industria agroalimentaria y farmacéutica

  1. Lorena del Torno de Román
Supervised by:
  1. Julia Arcos Martínez Director
  2. María Asunción Alonso Lomillo Director

Defence university: Universidad de Burgos

Year of defence: 2014

Committee:
  1. Agustín Costa García Chair
  2. Olga Domínguez Renedo Secretary
  3. Francisco Javier del Campo Garcia Committee member
  4. Antonio López de Lacey Committee member
  5. Inmaculada García Lomillo Committee member
  6. Vicente Montiel Leguey Committee member
Department:
  1. Química

Type: Thesis

Teseo: 369273 DIALNET

Abstract

La preocupación por la salud y el medio ambiente ha ido creciendo en los últimos años debido al elevado empleo de productos químicos y biológicos considerados perjudiciales para el hombre y el medio ambiente. Este hecho, unido a la diversidad de campos donde son necesarios análisis de compuestos químicos, ha fomentado el desarrollo de nuevos métodos de análisis sencillos, baratos, sensibles y fáciles de utilizar. Por esta razón, en este trabajo se han desarrollado nuevos métodos para la determinación de compuestos de interés agroalimentario y farmacológico basados en el empleo de la tecnología serigráfica, que brinda la posibilidad de fabricar dispositivos en masa, con buena reproducibilidad, así como la posibilidad de fabricar dispositivos multianalito y desechables. Además, estos dispositivos pueden modificarse fácilmente con materiales biológicos, lo que los confiere elevada selectividad sin encarecer demasiado su coste. De esta forma se han construido biosensores electroquímicos serigrafiados sensibles, rápidos y de bajo coste para la llevar a cabo la determinación de ocratoxina A, formaldehído, ácido glucónico y arsénico. La Ocratoxina A, micotoxina producida por varios mohos, se encuentra presente en multitud de alimentos, pudiendo provocar intoxicaciones en el hombre y en los animales, por lo que se ha desarrollado un biosensor basado en el serigrafiado del enzima horseradish peroxidasa. Así, se ha determinado satisfactoriamente la concentración de este compuesto en muestras de cerveza mediante técnicas cronoamperométricas. El formaldehido es un gas incoloro de olor sofocante y clasificado como cancerígeno según diferentes organismos, ampliamente utilizado para la fabricación de tableros y como desinfectante. En este trabajo se ha conseguido determinar formaldehído, cronoamperométricamente utilizando electrodos serigrafiados de carbono platinizados electroquímicamente (Pt-SPCEs) y electrodos serigrafiados fabricados con carbono platinizado (SPCPtEs), a través de la corriente de oxidación registrada a + 600 mV. Además, la funcionalización del SPCPtEs con el enzima alcohol oxidasa incrementa la sensibilidad y la selectividad del método, con lo que se ha conseguido cuantificar la concentración de formaldehído en muestras para histología con buenos resultados. El ácido glucónico es un ácido orgánico no volátil de especial interés en la industria vitivinícola, ya que es un indicador del buen estado de la uva durante su maduración. Para la determinación de este analito se ha llevado a cabo la funcionalización del electrodo de trabajo de dispositivos serigrafiados mediante la combinación de los enzimas 6-fosfo-gluconato deshidrogenasa y gluconato kinasa (6PGDH/GK-SPCEs) o bien con tetratiafulvaleno y el enzima gluconato deshidrogenasa (GADH-SPCTTFEs), lo que ha permitido la determinación precisa de la concentración de este compuesto en muestras complejas, como es el caso del vino tinto. El arsénico es un elemento tóxico, considerado cancerígeno, cuya especiación es de gran interés ya que el As (III) y el As (V) tienen distinto grado de toxicidad. Para lograr este objetivo se ha desarrollado un biosensor con dos electrodos de trabajo dispuestos en serie (modo ¿array¿), modificados con el encima fosfatasa ácida para la determinación de As (V) y con el enzima acetilcolinesterasa y el mediador tetratiafulvaleno para la determinación de As (III). De esta forma se ha analizado el contenido de As (III) y As (V) en muestras de agua de grifo y en vino tinto.