Principios de análisis instrumental

Este estudio emplea un biosensor que está constituido de elec– trodos y cada uno de ellos es un inmunosensor independiente. Esta configuración permite determinar de manera simultánea una gran cantidad de proteínas. El dispositivo antes descrito está fabricado con vidrio mediante técnicas fotolitográficas, que son muy comu– nes en la industria de los semiconductores. En este procedimiento, el sustrato de vidrio fue modelado con un polímero (fotoprotec– tor) que se elimina con facilidad mediante un disolvente. El patrón del polímero era el negativo del patrón de los electrodos. Luego se depositó iridio (- 100 nm) sobre todo el sustrato mediante depósito o pulverización electrónica. Después se quitó el polí– mero para dejar el iridio y los contraelectrodos en el sustrato. El electrodo de referencia se preparó con un procedimiento similar pero con depósito de plata, y se terminó mediante depósito elec– troquímico de AgCl a partir de una solución que contenía KCl y Ag +. El dispositivo se cubrió con una película de polímero ais– lante, pero se dejaron expuestas las áreas del electrodo y de con– tacto, y por último se instaló un pozo cilíndrico de policarbonato, sobre los electrodos para colocar la solución del analito. Después, los electrodos de trabajo de Ir de 0.785 mm 2 fueron activados electroquímicamente para formar una capa de óxido de iridio en cada uno. El óxido poroso aumentó para incrementar el área superficial disponible para la inmovilización del anticuerpo sobre el electrodo. Las gotas de solución que contienen los anti– cuerpos adecuados se vierten en los electrodos de trabajo y el dis– positivo se deja incubar a 4 oc para finalizar la inmovilización. Los análisis se efectuaron con muestras de suero que conte– nían una mezcla de IgG de cabra, IgG de ratón, IgG de humano y anticuerpos IgY de pollo (O a 125 ng/mL) . En este estudio los analitos objetivo también eran anticuerpos (IgG e IgY), por lo que los anticuerpos de captación y de detección fueron anticuerpos hacia anticuerpos (anti-IgG y anti-IgY). Las soluciones de ana– lito se añadieron al pozo del sensor, seguidas por una mezcla de anticuerpos de detección. Con el fin de efectuar las mediciones electroquímicas, el biosensor se conectó a un potenciostato mul– ticanal controlado por computadora mediante los contactos de la orilla del dispositivo, y las mediciones de la corriente se efectua– ron en los ocho electrodos de trabajo. La precisión de las mediciones varió desde 1.9 a 8.2% de desvia– ción estándar relativa, y el límite de detección fue de 3 ng/mL para todos los analitos. Sin lugar a dudas los resultados son muy supe– riores (diferencia de 2.4 a 6.5%) a los que se obtienen con los estu– dios comerciales de un solo analito, en los que se aplican ensayos espectroscópicos inmunoabsorbentes ligados con enzimas (ELISA, por sus siglas en inglés). En esta aplicación se determinaron cuatro analitos por duplicado, pero cualquier combinación de hasta ocho de ellos se puede determinar de modo simultáneo. Se prevé que cuando el biosensor del dispositivo esté acoplado con un sistema de microfluidos (sección 33C) para manejo de soluciones, el disposi– tivo se convertirá en una potente herramienta para la determinación rutinaria de esta importante clase de analitos bioquímicos. Titulaciones amperométricas La voltametría hidrodinámica se puede utili zar para calcular el punto de equivalencia de titulaciones, si por lo menos uno de los participantes o de los productos de la reacción considerada se oxida o se reduce en el electrodo de trabajo. En este caso la corriente a un potencial fijo en la región de corriente limitante ·~ ...: \ ::l. i ¡i e: ·~ !': o u - ~~- Volumen del reactivo, mL a) ...: ::::l .,- e: .~ ~ ... o u »> 25( Voltametría hidrodinámica 653 ...: ::;_ i ¡j ·¡: o u V ' 1 ' ' Volumen del reactivo, mL e) _) Volumen del reactivo, mL b) ¡¡, 1:', FIGURA 25.19 Curvas de titulación típicas: a) el analito se reduce, pero no el reactivo; b) el reactivo se reduce, pero no el analito; e) ambos se reducen. se mide en función del volumen de reactivo o del tiempo si el reactivo se genera por un proceso coulombimétrico a corriente constante. Las representaciones de los datos a ambos lados del punto de equivalencia son rectas con diferentes pendientes; el punto final se establece por extrapolación hasta la intersección de dichas rectas. 23 Por lo común las curvas de las titulaciones amperométricas adoptan las formas que se muestran en la figura 25.19. La figura 25.19a representa una titulación en la que el analito reacciona en el electrodo pero el reactivo no lo hace. La figura 25.19b es carac– terística de una titulación en la que el reactivo reacciona en el electrodo de trabajo y el analito no. La figura 25.19c corresponde a una titulación en la que tanto el analito como el titulante reac– cionan en el electrodo de trabajo. Se utilizan dos tipos de sistemas de electrodos amperomé– tricos. En uno se emplea un solo electrodo polarizable acoplado a uno de referencia; en el otro se utiliza un par de electrodos de estado sólido idénticos que están sumergidos en una solución agitada. En el primero, el electrodo de trabajo es a menudo un electrodo rotatorio de platino que se construye al introducir un alambre de platino en el interior de un tubo de vidrio que se sella y que está conectado a un motor. Con una notable excepción, las titulaciones amperométricas con un electrodo indicador se emplean únicamente en los casos en que el producto es un precipitado o un complejo estable. Entre los reactivos precipitantes están el nitrato de plata para los iones haluro, el nitrato de plomo para el ion sulfato y diversos reactivos orgánicos, como la 8-hidroxiquinolina, la dimetilglioxima y el cup– ferrón para diversos iones metálicos que son reducibles en los elec- 23 s. R. Crouch y F. j. Holler, Applications ofMicrosoft• Excel in Analytical Chemistry, 3a. ed., Belmont, CA: Cengage Learning, 2017, pp. 305-309.