ÁREA
Química Analítica
Autores
Cornejo, E.J. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA - UNI) ; Torres Moya, M. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA - UNI) ; Peña Bedón, E. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA - UNI) ; Torres, S.E. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA - UNI) ; Sotomayor, M.D.P.T. (UNESP) ; López, R. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA - UNI) ; Tuesta, J.C. (UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE ALTO AMAZONAS) ; Picasso, G. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA - UNI) ; Khan, S. (UFERSA)
RESUMO
En este trabajo se realizó la síntesis de un polímero molecularmente impreso (MIP) selectivos a curcumina; la evaluación de los parámetros óptimos de electroquimica. El MIP fue sintetizado mediante polimerización en bulk empleando curcumina como template, acrilamida (AM) como monómero funcional, dimetacrilato de etilenglicol (EGDMA) como monómero estructural, ABCV como radical iniciador y acetonitrilo como solvente porógeno. Con la finalidad de obtener los parámetros óptimos la curva analítica se construyó mediante el método electroquímico en el rango de 2 to 8.5 µM, para la electroquímico, fue evaluada la capacidad del MIP como sensosor electroquimico usando differential pulse voltammetry (DPV) produjo un límite de detección (LOD) de 3,5×10-9 mol L-1.
Palavras Chaves
MIP; curcumina.; sensor electroquímico
Introdução
La curcumina es una molécula bioactiva presente como ingrediente activo de la cúrcuma que se extrae de la raíz de la cúrcuma (Cúrcuma longa), perteneciente a la familia Zingiberaceae. (Oliveira Filho & Egea, 2022), tiene propiedades antiinflamatorias, antioxidantes (Fu et al., 2021), anticancerígenas, antidiabéticas (Chopra et al., 2021), antibacterianas, antiprotozoarias (Rathore et al., 2020), antivirales, antifibróticas (Ribas et al., 2019), inmunomoduladores y antifúngicas (Azhdari et al., 2019). Los MIPs son polímeros de impresión molecular hechos a medida con cavidades impresas de reconocimiento específicos que coinciden con el tamaño y forma de la molécula objeto, en este caso la curcumina (Kadhem et al., 2021) y han ganado atención como elementos de reconocimiento para el desarrollo de sensores debido a su alta selectividad hacia el analito objeto, además que presentan estabilidad, son económicas y de fácil preparación (Elfadil et al., 2021b). El desarrollo de un sensor electroquímico basado en polímeros molecularmente impresos (MIPs) ofrece una alternativa más rápida, económica y fácil de usar para la detección de la curcumina en muestras de alimentos. Este trabajo propone el desarrollo de un sensor electroquímico basado en MIPs para la cuantificación de curcumina en muestras de alimentos debido a la importancia de la curcumina en la salud, la necesidad de un método analítico más rápido y de bajo costo, las ventajas de los MIPs como elementos selectivos y estables; además su aplicación en la industria alimentaria.
Material e métodos
Esta mezcla se agito durante 2h para permitir la interacción entre la curcumina y el componente monómero funcional. Luego, la mezcla se burbujeo con N2 durante 10 minutos. Posteriormente, se añadió EDGMA (monómero estructural) y se burbujeo nuevamente con N2 durante 10 minuto más. Se añadió ABCVA (iniciador radicalario) e inmediatamente se colocó en baño María a 70°C durante 2h. La relación molar del molde, monómero funcional y monómero estructural fue de 1:4:50 respectivamente. El polímero no impreso molecularmente (NIP) se prepare utilizando el procedimiento mencionado, pero sin agregar la curcumina (figura 1). Finalmente, se eliminó la curcumina del polímero previamente sintetizado (MIP). La extracción de la curcumina se realizó utilizando un sistema de extracción Soxhlet con mezclas de metanol y acido acético glacial (90:10 y 70:30 v/v) durante 72 h. Se aplico espectroscopia UV-vis para asegurar que todas las moléculas de curcumina (plantillas) se había eliminado del sobrenadante. Finalmente, MIP y NIP se secaron a 60°C y luego se tamizaron para obtener partículas de tamaño homogéneo. El polímero no impreso (NIP) fue sintetizado de la misma manera que el MIP, usando las mismas cantidades de la tabla anterior y llevado por las mismas etapas de lavado, con la excepción que no se utiliza la molécula molde.Para mejorar la señal analítica del sensor se disperse un volumen de 2mg de MNCNT y 2mg de MIP o NIP en N, N-dimetilformamida, esta dispersión primero se sonico en un baño ultrasónico durante 30 minutos y posteriormente se depositaron 5 µL de la mezcla sobre la superficie del electrodo. Se utilizo lampara IR para la evaporación completa del disolvente hasta el secado (Jara- Cornejo et al., 2023).
Resultado e discussão
All the electrochemical measurements were performed using the conventional
three-electrode system. The three-electrode system consisted of a glassy carbon
electrode (d = 3 mm) as the working electrode, Ag/AgCl reference electrode (KCl
3 mol L-1), and an auxiliary platinum wire electrode. All the electrochemical
measurements were performed at room temperature. The electrochemical
measurements were conducted using AUTO LAB PGSTAT 100 potentiostat–galvanostat
controlled by NOVA 2.1.1 software.
Previamente se realizó un estudio de la estabilidad realizando el perfil de
voltametría cíclica obtenido utilizando un electrodo modificado para GCE, MWCNT,
NIP, MIP como se muestra en la figura 2.
La construcción de la curva analítica utilizó todos los parámetros optimizados.
En
la Figura 2, se representan los voltamogramas correspondientes obtenidos al
aplicar el sensor propuesto. En condiciones optimizadas, el sensor demostró un
rango de concentración lineal de 2 to 8.5 µm con R2 0,994 y límite de detección
(LOD) de 3,5×10-9 mol L-1.
Diagrama esquemático y preparación de MIP
Curva analítica utilizando un sensor MIP/MWCNT en \r\ntampón BR de 0,1 mol L-1 y perfil de \r\nvoltamperometría cíclica utilizando electrodo \r\nmodificado
Conclusões
Se logró construir el sensor basado en polímeros molecularmente impresos (MIP/MWCNT y NIP/MWCNT) para curcumina. Los resultados de los ensayos de electroquímicos usando el gráfico de voltamogramas de pulso diferencial obtenido usando el sensor MIP/MWCNT en tampón BR de 0,1 mol L-1 (pH 6,0) que contiene diferentes concentraciones de analito que varían de 2 a 8,5 µm. Los parámetros de curva obtenidos para el MIP/MWCNT scan rate (υ) of 50 mV s−1y LOD 1.14 x 10-7 µM. Los análisis realizados en muestras reales de cúrcuma dieron los resultados de satisfactoria
Agradecimentos
Special Project PE501080434-2022-PROCIENCIA, Formative Research Project FC-PFR- 21-2023.
Referências
1.Fu, Y. S., Chen, T. H., Weng, L., Huang, L., Lai, D., & Weng, C. F. (2021). Pharmacological properties and underlying mechanisms of curcumin and prospects in medicinal potential. Biomedicine and Pharmacotherapy, 141(April), 111888.
2.Espinoza-Torres, S., López, R., Sotomayor, M. D. P. T., Tuesta, J. C., Picasso, G., & Khan, S. (2023). Synthesis, Characterization, and Evaluation of a Novel Molecularly Imprinted Polymer (MIP) for Selective Quantification of Curcumin in Real Food Sample by UV-Vis Spectrophotometry. Polymers, 15(16). https://doi.org/10.3390/polym15163332.
3.Jara-Cornejo, E., Khan, S., Vega-Chacón, J., Wong, A., da Silva Neres, L. C., Picasso, G., & Sotomayor, M. D. P. T. (2023). Biomimetic Material for Quantification of Methotrexate Using Sensor Based on Molecularly Imprinted Polypyrrole Film and MWCNT/GCE. Biomimetics, 8(1). https://doi.org/10.3390/biomimetics8010077
