Construcción y evaluación funcional de ensamblados supramoleculares electroactivos de poliaminas modificadas con centros de ferroceno

Abstract

El presente trabajo de Tesina de Grado de Licenciatura en Química está fundamentalmente orientado a la construcción de ensamblados supramoleculares de distintas configuraciones, a partir de un polímero electroactivo sobre superficies de electrodos de oro y grafito, empleando nanomateriales y enzimas rédox, dando lugar a materiales híbridos electroactivos. Para ello, se llevó a cabo la síntesis de un polímero a partir de polialilamina (PAH), que constituye un modelo sencillo de poliamina y ha sido empleado en una gran variedad de estudios básicos, modificando ésta con centros de ferroceno (PAH-Fc). Se estudió, mediante la técnica electroquímica de voltamperometría cíclica, la mejor condición de adsorción de dicho polímero sobre los diferentes sustratos y, teniendo en cuenta ésta, se formaron distintos tipos de ensamblados. Además, se llevó a cabo la construcción de ensamblados moleculares capa por capa (layer-by-layer, LbL) empleando el polímero sintetizado como parte positiva, y nanopartículas de oro (Au-NPs), así como también la enzima glucosa oxidasa (GOx), como contraparte negativa. La GOx es una enzima que cataliza la oxidación de glucosa en ácido glucónico utilizando su grupo prostético, flavín adenín dinucleótido (FAD), como cofactor. Ha sido extensamente estudiada y utilizada en el diseño de biosensores debido a su robustez, además de la importancia que ésta tiene en la determinación de glucosa en ensayos clínicos. En este trabajo se escogió a la glucosa oxidasa como modelo enzimático rédox para evaluar la capacidad del PAH-Fc sintetizado como mediador de la transferencia de carga generada por la oxidación de glucosa, ya que la electroquímica y el mecanismo de acción de esta enzima son bien conocidos. Por otro lado, se han reportado artículos sobre la elevada afinidad y especificidad de las superficies de poliamina para asociarse a iones fosfato a través de interacciones de puente de hidrógeno, además de las interacciones electrostáticas. También se han observado efectos de reversión de carga en ensamblados LbL de PAH debido a la asociación con fosfato. En base a estos antecedentes, por último, se evaluó la respuesta voltamperométrica de los ensamblados construidos en contacto con soluciones de distintas concentraciones de fosfato de manera de evaluar la capacidad del PAH-Fc sintetizado como reportero de este anión. De esta manera se evaluaron los cambios en la respuesta electroquímica producida por la interacción entre los iones fosfato y la poliamina modificada.