"Development and applications of enzymatic and microbial biosensors"

Se construyeron biosensores enzimáticos cableados basados en la inmovilización de una oxidasa (glucosa oxidasa, lactato oxidasa ó peroxidasa) en un hidrogel redox formado por el entrecruzamiento de la enzima, polialilamina conteniendo un cornplejo de osmio (PAAOs) y polietilediglicidiléter (PEG) como entrecruzante, sobre electrodos de carbón vítreo y de oro. Se estudió el rango de linealidad y la reproducibilidad de estos electrodos al ser utilizados como detectores en un sistema FIA. Utilizando electrodos basados en glucosa oxidasa se estudió el efecto de distintas proporciones de entrecruzante (PEG); utilizando técnicas de voltametrías cíclicas se estudió el efecto del cambio de fuerza iónica en el medio. La leche afecta de manera irreversible a estos electrodos monoezimáticos. Se diseñaron distintos tipos de biosensores bienzimáticos bicapa, en los que peroxidasa entrecruzada con PAAOs se encuentra en la capa mas cercana al electrodo, y lactato oxidasa en la capa más externa. Se estudió el efecto de la leche sobre ambas capas enzimáticas, demostrandose que esta configuración es más apropiada para la determinación de la concentración de L-lactato en muestras Iácteas. Se ha descripto un método rápido para determinar la capacidad fermentativa de distintas especies de Lactobacillus. Este método permite cuantificar esta capacidad, proporcionando una información mas completa del metabolismo de los hidratos de carbono; posibilita el estudio de cepas mutantes suministrando inforrnación más completa acerca de las posibles modificaciones en el metabolismo de los fuentes de carbono utilizadas.Enzymatic "wired" biosensors based in the immobilization of one oxidase (glucose oxidase, lactate oxidase or peroxidase) within an redox hydrogel formed by crosslinking of enzyme, polyallylamine containing an osmium complex (PMOS) and poly(ethy1ene glycol) (PEG), onto glassy carbon or gold electrodes were constructed. We study the reproducibility and lineal span of these electrodes when they were used as detectors in a FIA system. To complete their characterization we study the effect of different PMOS 1 PEG ratios in the construction of enzymatic biosensores, the effect of pH, temperature and ionic strength. The effect of milk samples and their response were analyzed, these complex analytical matrix affect these electrodes catalytic current. We designs bilayer bienzyme biosensors; in these system the peroxidase layer, over the electrode ("wired"), are separated from the outer membrane containing lactate oxidase (not "wired1'). We study the effect over both layer of milk samples; from these studies a bienzyme electrode configuration was found as the most appropriate array from the determination of L-lactate in milk samples. A microbial biosensor based on calcium alginate immobilized Lactobacillus cells coupled to a pH electrode was developed for quantitative determination of carbohydrate fermentation activity. The evolution of acid production in a continuous flow-stopped biorreactor was monitored for different sugar solution. The procedure can give quantitative results compared to other reported techniques for carbohydrate fermentation pattern from which only qualitative results are obtained.Fil:Cortón, Eduardo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina