Caracterización electroquímica y microscópica del sistema Poli (3,4-etilendioxitiofeno)-Nanopartículas de Oro para la aplicación en la fabricación de biosensores

Abstract

This research is performed to evaluate the electrochemical behavior of a Poly (3,4-Ethilenedioxythiophene)-Gold Nanoparticles modified Gold electrode (PEDOT-NPAu). The evaluation was performed by using Cyclic Voltammetry and Electrochemical Impedance Spectroscopy measurements, as well as Transmission Electron Microscopy for the microscopic analysis of the modified electrode surface. It was measured a lower impedance magnitude for the modified electrode than the only-gold electrode in the whole evaluated frequency range (1 Hz – 1 MHz); besides, by using Cyclic Voltammetry it was confirmed that the modified electrode has an increased sensibility in comparison with the only-gold electrode. Finally, the applicability of the chemical modification with PEDOT-NPAu in pesticide detection is shown by using an enzymatic reaction between Acetylcholinesterase and Acetylthiocholine with and without a pesticide who acts as an enzymatic inhibitor, it was measured a falling of 5 μA in the current associated with the reaction.

Esta investigación es realizada en función de evaluar el comportamiento electroquímico de electrodos de oro modificados con Poli (3,4-etilendioxitiofeno)-Nanopartículas de Oro (PEDOT-NPAu). El estudio y evaluación de la electroquímica de los electrodos modificados se realizó mediante ensayos de Voltametría Cíclica y Espectroscopía Electroquímica de Impedancia; sumado a esto, Microscopía Electrónica de Transmisión fue utilizada como método de análisis microscópico para la superficie modificada del electrodo. La magnitud de la impedancia medida para el electrodo modificado fue menor que la mostrada por el electrodo de oro en todo el rango de análisis (1 Hz - 1 MHz); además, la sensibilidad del electrodo modificado demuestra ser mayor que la de oro, al mostrar rangos de corriente más altos en los análisis de Voltametría Cíclica. Finalmente se demuestra la aplicabilidad de los electrodos modificados a la detección electroquímica de pesticidas en medios acuosos, esto mediante la medición de la actividad enzimática entre la Acetilcolinesterasa y Acetiltiocolina en presencia de un pesticida que se caracteriza por inhibir o retrasar la reacción enzimática, midiendo diferencias de hasta 5 μA en la corriente asociada a la reacción.