Oxidação eletrocatalítica de NADH empregando um novo sensor à base de um complexo macrocíclico n4 sobre grafeno e DNA

Abstract

β-Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADH) e sua forma oxidada correspondente (NAD+) representam uma coenzima de grande importância em centenas de reações naturais catalisadas por enzimas desidrogenase, sendo vitais no metabolismo respiratório mitocondrial por estimular a produção de energia e atuam como principais transportadoras de cargas centrais em células vivas. Por estes motivos, a determinação eletroquímica de NADH tem atraído considerável atenção no desenvolvimento de sensores. Neste trabalho foi desenvolvido um sensor para a determinação voltamétrica de NADH de forma sensível e seletiva. O método baseia-se num eletrodo de carbono vítreo modificado com ftalocianina tetrassulfonada de níquel (NiTsPc - complexo macrocíclico N4), grafeno e DNA, designado por ECV/Grafeno/DNA/NiTsPc. A espectroscopia de infravermelho por transformada de fourier foi utilizada para caracterizar os materiais que compõem a modificação. O processo de oxidação do NADH foi investigado por voltametria cíclica (VC), cronoamperometria e voltametria de pulso diferencial (VPD). O sensor Grafeno/DNA/NiTsPc apresentou uma excelente atividade catalítica para a oxidação de NADH em baixo potencial. Parâmetros experimentais que influenciam a resposta analítica do sensor foram investigados. As condições ótimas, para a eletrocatálise da oxidação de NADH sobre o ECV/Grafeno/DNA/NiTsPc, foram encontradas para o eletrodo modificado com 0,5 mg mL-1 de grafeno e 1 mmol L-1 de NiTsPc, com a concentração de DNA pré estabelecida em 2 mg mL-1, utilizando-se o tampão fosfato 0,1 mol L-1 (pH 7,0) como eletrólito suporte. O estudo da cinética da reação de oxidação de NADH sobre o ECV/Grafeno/DNA/NiTsPc permitiu concluir que a reação promovida é de ordem estequiométrica 1, envolve 2 elétrons e ocorre de forma rápida uma vez que o Kobs obtido foi 7,35 x 105 mol-1 L s-1. As correntes de pico voltamétricas apresentaram uma resposta linear para a concentração de NADH no intervalo de 1 a 200 µmol L-1 para n = 9 (R = 0,998), com sensibilidade, limite de detecção e limite de quantificação iguais a 0,010 µA L mol-1, 0,3 µmol L-1 e 1 µmol L-1, respectivamente. Estudos de adição e recuperação do analito foram realizados para avaliar a exatidão do método e verificou-se que foi possível uma porcentagem de recuperação entre 99,8 e 101,0% para o NADH. A repetibilidade de medidas e a reprodutibilidade do preparo do sensor foram avaliadas pelo desvio padrão relativo de 10 determinações de NADH a 50 µmol L-1, obtendo-se DPR’s (Desvios Padrões Relativos) iguais a 2,33 e 3,13 %, respectivamente. A interferência de espécies que podem coexistir com o NADH em fluidos biológicos foi avaliada e concluiu-se que o sensor foi seletivo para o analito. Contudo, o sensor desenvolvido de forma simples, porém efetiva, pode ser aplicado para a determinação de NADH.