Estudio de inmovilización enzimática, sobre sustratos de carbono modificados con Porfirina y Quantum dots para su empleo en celdas de combustible de carbohidratos

Abstract

La inmovilización de enzimas sobre materiales conductores, es un tema de investigación ampliamente estudiado para el desarrollo de biosensores y bioceldas de combustible. Los métodos más comunes para el anclaje de estas moléculas (enlace covalente, cross-linking, o inclusión en geles y membranas) a menudo interfieren con la catálisis enzimática debido a la oclusión de sitios activos, desnaturalización de la enzima o problemas de difusión del sustrato. El uso de Quantum dots como matriz de soporte para la inmovilización enzimática ha sido reportada como una alternativa viable para el anclaje de macromoléculas, disminuyendo en gran medida los problemas antes mencionados. En este trabajo se presenta una comparación entre Quantum dots de carbono (GSH-CQD) y de CdTe (GSH-CdTeQD) ambos recubiertos con glutatión (GSH), para la inmovilización de la enzima Glucosa oxidasa (GOx) así como de las enzimas Lacasa (Lc) Glucosa deshidrogenasa (GDH) y β-Galactosidasa (Gal). La superficie de electrodos de grafito, nanoesponja y papel de fibra de carbono (Toray) fue modificada con 5,10,15,20-Tetrakis (1-metil-4-piridinio) Porfirina, luego se depositó una capa de Quantum dots (GSH-CQD o GSH-CdTeQD) para finalmente anclar la GOx. Los electrodos modificados fueron evaluados por diversas técnicas tanto electroquímicas como fisicoquímicas. Los resultados obtenidos muestran que los GSH-CQD y GSH-CdTeQD tienen una mayor capacidad de inmovilización que el electrodo de grafito sin modificaciones sin embargo los electrodos modificados con GSH-CdTeQD son más sensibles a la glucosa. Esto sugiere que el sistema Porfirina/GSH-CdTeQD/GOx es adecuado para implementarse en el desarrollo de una biocelda de combustible.