Inmovilización De Lacasa

Un nuevo soporte para la inmovilización de lacasa: acetato de celulosa modificado con líquido iónico y la aplicación en biosensor para la detección metildopa

• De Sally K. Moccelini una ,

• Ana C. Franzoi una , , ,

• Yolanda C. Vieira a ,

• Jairton Dupont b ,

• Carla W. Scheeren b

• el Departamento de Química, Laboratorio de Biossensores, Universidade Federal de Santa Catarina, 88040-970 Florianópolis, SC, Brasil

• b Laboratorio de Catálise Molecular, Instituto de Química de la Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 91501-970 Porto Alegre, RS, Brasil

• http://aplicacionesbiblioteca.udea.edu.co:2056/10.1016/j.bios.2011.01.043 , Cómo citar o enlazar Usando DOI

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Abstracto

Un material a base de acetato de celulosa (CA) y la temperatura ambiente líquido iónico 1-butil-3-metilimidazolio bis (trifluorometilsulfonil) imida (IMC • N (Tf) 2 ) fue desarrollada y caracterizada por microscopía electrónica de barrido, espectroscopia de dispersión de electrones e infrarrojos análisis. Lacasa (Lac) de Aspergillus oryzae fue inmovilizado en este material para investigar el comportamiento de metildopa por voltametría de onda cuadrada. Bajo condiciones óptimas, el biosensor basado en Lac CA / BMI • N (Tf) 2 mostró un excelente desempeño electrocatalítico: la curva analítica mostró un buen rango lineal para concentraciones metildopa 34,8-370,3 mM con un límite de detección de 5,5 mM. Este sensor demostró una estabilidad aceptable (ca. 60 días; al menos 350 determinaciones), buena repetibilidad y reproducibilidad (desviaciones relativas estándar de 1,5 y 4,3%, respectivamente). El estudio de la recuperación de la metildopa en formulaciones farmacéuticas varió desde 94,1 hasta 105,9%. La determinación de esta sustancia usando el biosensor se compara favorablemente con que el uso de un procedimiento de espectrofotometría en el nivel de confianza del 95%, y se indica potencial de aplicación a la determinación metildopa en muestras farmacéuticas.

Palabras clave

• El acetato de celulosa ;

• Líquido iónico ;

• Lacasa ;

• Biosensores ;

• Metildopa

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1. Introducción

La celulosa es uno de los más abundantes recursos orgánicos renovables y es fácilmente biodegradable, lo que representa un riesgo relativamente bajo de contaminación para el medio ambiente. Los derivados de celulosa, tales como nitrato de celulosa, acetato de celulosa (CA), y exposición carboximetilcelulosa una excelente biocompatibilidad y estos materiales prometedores son por lo tanto adecuados para la inmovilización de compuestos biológicos ( Wu et al., 2009 ). El soporte ideal para las enzimas, por ejemplo, debe ser inerte, estable y resistente a la fuerza mecánica. Otras propiedades también deben ser considerados: la forma, la distribución, el tamaño de poro y capacidad de expansión. A menudo, el aumento de la estabilidad, selectividad y la actividad de la enzima se obtienen mediante la combinación de técnicas de inmovilización y la selección adecuada del soporte. Muchos estudios se han llevado a cabo en el uso de matrices de celulosa para la adsorción y unión covalente inmovilización ( Ikeda et al., 2002 , Dalla-Vecchia et al., 2004 , Wu y col., 2009 y Wan et al., 2010 ).

La inmovilización de enzimas es una parte indispensable del desarrollo de biosensores. En este estudio, la enzima lacasa (Lac) se inmovilizó sobre CA modificado con el líquido iónico (IL) 1-butil-3-metilimidazolio bis (trifluorometilsulfonil) imida IMC • N (Tf) 2 . Líquidos iónicos han sido considerados como un grupo de disolventes con propiedades únicas, tales como la presión de vapor insignificante, la estabilidad térmica y química, la reciclabilidad, y no inflamabilidad. Ellos también han atraído una atención considerable entre los científicos, ya que son versátiles cationes, aniones, o combinaciones de los dos, que hacen que sus propiedades designable de acuerdo con diferentes requisitos ( Xing et al., 2010 ).

Actualmente en la ciencia de polímeros, líquidos iónicos no sólo se utilizan como los medios de comunicación para el proceso de polimerización, sino también en la preparación de materiales funcionales.Estos materiales se pueden preparar mediante la unión covalente de un IL a la superficie de soporte, que es por lo general de sílice o un polímero con la característica principal es su estructura porosa ( Xing et al., 2010). Por otra parte, la estructura única del material modificado puede tener otras ventajas adicionales, tales como la inmovilización de las formas más activas de la especie con el establecimiento de una zona de contacto porosa entre las fases dentro de la estructura ( Xu et al., 2005 ).

Lac (CE 1.10.3.1, p -bencenodiol: oxígeno oxidorreductasa) es una de las enzimas más importantes en términos de aplicabilidad y versatilidad en la industria. Pertenece a una familia de multicobre oxidasas que catalizan la oxidación de una amplia gama de compuestos inorgánicos y aromáticos (principalmente fenoles) con la reducción concomitante de oxígeno molecular a agua ( Mayer y Staples, 2002 y Durán et al., 2002 ). Varias aplicaciones de Lac se ha informado, por ejemplo, en las industrias alimentaria, textil, papel y celulosa, y cosméticos, así como en las áreas de la nanobiotecnología, la química sintética y la construcción de biosensores, en particular, para la determinación de varios compuestos fenólicos ( Couto y Herrera, 2006 , Mousty et al., 2007 , Fernandes et al., 2008 , Franzoi et al., 2009a , Franzoi et al., 2009b y Franzoi et al., 2010 ).

Metildopa (2-amino-3-(3,4-dihidroxifenil)-2-metil-propanoico) es un derivado de catecol (catecolamina) ampliamente utilizado como un agente antihipertensivo. Se puede convertir a la norepinefrina 1-metil dopamina y 1-metil ( Talebpour et al., 2004 ). Es un agonista de acción central α-2-adrenérgicos, lo que reduce el tono simpático de los músculos y produce una caída de la presión arterial. Esta catecolamina contiene un centro quiral y por lo tanto puede ocurrir ya sea como una S-o R-isómero, y tiene actividad antihipertensiva debido a la S-isómero ( Gadkariem et al., 2009 ).

Las catecolaminas están presentes en cantidades relativamente grandes en las formulaciones farmacéuticas y mucho esfuerzo se ha dedicado al desarrollo de procedimientos analíticos sencillos, rápidos, exactos y precisos. Varios métodos analíticos han sido reportados para la determinación cuantitativa de la metildopa. Estos métodos incluyen volumetría ( USP, 2000 y Amin, 1986 ), fluorimetría (Salem, 1993 ), las mediciones de la cinética ( Martínez-Lozano et al., 1991 y Matthieu et al., 2006 ), cromatografía de gases ( Sharma et al., 1996 ), cromatografía líquida de alto rendimiento ( Benza et al., 1996 y Muzzi et al., 2008 ), espectrofotometría ( Vieira y Fatibello-Filho, 1998 y Madrakian et al., 2006 ) y espectroscopia de reflectancia ( Ribeiro et al., 2006 ). Algunos de estos métodos no son simples y otros son pérdida de tiempo o implican procedimientos con el control riguroso de las condiciones experimentales o sufren interferencias de la matriz del comprimido y por lo tanto no son adecuados para el análisis de rutina.Biosensores ofrecen un medio alternativo para determinar la metildopa y tienen la ventaja de bajo coste, alta sensibilidad, la operación fácil y la posibilidad para la construcción de dispositivos portátiles simples para fines de selección rápida ( Badawy et al., 1996 , Mohammadi et al., 2008 y Tortolini et al., 2010 ).

En este documento, una novela soporte polimérico, basado en CA y el IMC • N (Tf 2 ) IL, se utilizó para Lac inmovilización y se incorporó en un electrodo de pasta de carbono (CPE). En este documento, el efecto sinérgico de la CA / IMC • N (Tf) 2 se utilizó combinación y Lac enzima para mejorar el rendimiento del biosensor electroquímico. Microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia de dispersión de electrones (EDS) el análisis se utilizaron para caracterizar el apoyo con el IMC • N (Tf) 2 . El análisis infrarrojo (IR) se llevó a cabo para comparar el CA puro y CA / IMC • N (Tf) 2 . Los efectos de los diversos parámetros de funcionamiento en la respuesta del sensor se investigaron en detalle para obtener el mejor rendimiento del sensor propuesto, que se aplicó entonces a la determinación metildopa en muestras farmacéuticas por voltametría de onda cuadrada (SWV).

2. Experimental

2.1. Productos químicos y soluciones

El haluro libre de IL IMC • N (Tf) 2 se preparó de acuerdo con un procedimiento conocido y se secó sobre tamices moleculares (4 Å) ( Cassol et al., 2006 ). CA (Sigma-Aldrich, 39,8% en peso de contenido de acetilación) y acetona (Merck, 99,8%) se utilizaron para preparar el soporte, de acuerdo con el método descrito en la literatura ( Gelesky et al., 2009 ).

Lac de Aspergillus oryzae fue adquirido de Novozymes (Denilite ® II BASE). La pasta de carbono se preparó usando polvo de grafito (Acheson 38, Fisher Scientific) y alta pureza Nujol adquiridos de Sigma-Aldrich.Metildopa, ácido cítrico, cloruro de sodio, sacarosa, glucosa, fructosa, lactosa, estearato de magnesio y almidón y 2,2 '-azino-bis-(ácido 3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico) (ABTS) se obtuvieron de Sigma-Aldrich.Una solución madre de metildopa (0,2 mM) se preparó a diario en solución tampón de acetato (0,1 M, pH 5,5) con la ayuda de agitación ultrasónica y este tampón se utilizó como electrólito de soporte a lo largo de los experimentos. Los reactivos

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