Keywords: biosensor, L-aminoàcid oxidasa, aminoàcids aromàtics biosensor, L-amino acid oxidase, aromatic amino acids biosensor, L-aminoácido oxidasa, aminoácidos aromáticos

Title in different languages: Nou biosensor potenciomètric per a la detecció d'aminoàcids Novel potentiometric biosensor for amino acids detection Novel potentiometric biosensor for amino acids detection

Subject areas: Química Chemistry Química

Confidenciality: No

Academic year: 2016-2017

Work's codirector: Blondeau, Pascal

Student: Spasojević, Irena

Department: Química Analítica i Química Orgànica

Access Rights: info:eu-repo/semantics/openAccess

Work's public defense date: 2017-12-09

TFM credits: 24

Project director: Andrade, Francisco Javier

Abstract: The development of a novel paper-based enzymatic sensor for potentiometric detection of amino acids is presented. The sensor consists of a platinized paper that acts as a redox-sensitive substrate and a layer of Nafion on top of which the enzyme L-Amino Acid Oxidase (LAAO) is immobilized into Chitosan polymeric matrix. Nafion acts as perm-selective barrier, avoiding the transport of negatively charged species while being permeable to neutral species such as H2O2. The composition of the biosensor was optimized and the response to different amino acids with different side chains was explored. Nonpolar amino acids with aromatic groups (Phe, Tyr and Trp) reported the highest sensitivity (-32.3, -56.1 and -45.3 mV/decade respectively) within the 10-4 to 10-3 M linear range, i.e., the normal clinical range of amino acids present in human plasma. All other screened amino acids display almost negligible response. The only exception is Cys, which shows response due to its own redox characteristics. Thus, since the concentration of Cys may be independently determined, the herein developed sensor could find possible application for the detection of total aromatic amino acid content. Es presenta el desenvolupament d'un nou sensor enzimàtic basat en paper per a la detecció potenciomètrica d'aminoàcids. El sensor consta d'un paper platinitzat que actua com a substrat sensible a la redox i una capa de Nafió sobre la qual l'enzim L-Amino Acid Oxidasa (LAAO) és immobilitzat en matriu polimèrica de quitosan. El Nafió actua com a barrera permeable selectiva, evitant el transport d'espècies carregades negativament mentre és permeable a espècies neutrals com H²O². La composició del biosensor va ser optimitzada i es va explorar la resposta a diferents aminoàcids amb diferents cadenes laterals. Els aminoàcids no polars amb grups aromàtics (Phe, Tyr i Trp) van informar de la sensibilitat més alta (-32,3, -56,1 i -45,3 mV/dècada respectivament) dins del rang lineal de 10-4 a 10-3 M, és a dir, el rang clínic normal dels aminoàcids presents en el plasma humà. Tots els altres aminoàcids mostrats mostren una resposta gairebé insignificant. L'única excepció és Cys, que mostra resposta a causa de les seves pròpies característiques redox. Per tant, ja que la concentració de Cys es pot determinar de forma independent, el sensor desenvolupat per aquesta proteïna podria trobar una possible aplicació per a la detecció del contingut total d'aminoàcids aromàtics.

Subject: Química

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)

Language: Anglès

Education area(s): Nanociència, Materials i Processos - Tecnologia Química de Frontera 

Title in original language: Novel potentiometric biosensor for amino acids detection

Creation date in repository: 2018-03-21