Comportamiento electroquimico de la micotoxina esterigmatocistina : Desarrollo de metodologias electroanaliticas para su cuantificacion

Abstract

La reducción electroquímica de la micotoxina esterigmatocistina (STEH) se estudió por primera vez usando las técnicas de voltamperometría cíclica y de onda cuadrada y electrólisis a potencial controlado en acetonitrilo + 0,1 M de perclorato de tetrabutil amonio, sobre electrodos de carbono vítreo. El proceso global del electrodo está controlado por difusión. La reducción electroquímica de STEH está acoplada a una reacción de dimerización irreversible, que fue confirmada mediante medidas de cromatografía UHPLC-MS/MS y por simulación digital de los voltamperogramas cíclicos Se determinaron los parámetros termodinámicos y cinéticos de las reacciones involucradas. Se proponen probables estructuras para el dímero, basadas en los resultados de cálculos teóricos. Los efectos de la adición de hidróxido de tetrabutilamonio, ácido trifluoracetico y agua sobre las señales voltamperometricas también fueron analizados Además, se desarrolló un biosensor enzimático de tercera generación para la cuantificación de H202 y STEH, empleando una mezcla de la enzima peroxidasa de soja (EPS) y óxido de grafeno reducido químicamente (OGRQ). Las condiciones óptimas de trabajo se determinaron a través de un diseño experimental de superficies de respuesta (diseño central compuesto). Las medidas experimentales fueron realizadas en soluciones reguladoras de fosfato 0,1 M, pH 7,0 y 5,0 para H202 y STEH, respectivamente. Se determinó un valor de 0,33 para el coeficiente de transferencia de carga catódico (a) y una constante de velocidad de transferencia de carga, kTE, de 0,042 S-1 para la descarga electroquímica del compuesto Cp II (compuesto intermediario en el ciclo catalítico de las peroxidasas). Las medidas amperométricas se realizaron a un potencial de - 0,09 V vs Ag/AgCI (3M NaCI). El biosensor muestra una respuesta lineal en el intervalo de concentraciones de 2,5 x 10' a 3,0 x 10-8 M y un límite de detección de 5 x 10-8 M para H202. Para STEH se obtuvo una respuesta lineal en el intervalo de concentraciones de 1,25 x 10-7 a 5,0 x 10-7 y un límite de detección de 2 x 10-8 M. Las constantes aparentes de Michaellis-Menten, Km,ap, de la EPS adsorbida sobre el electrodo fueron 1,6 x 10-8 M y 2,2 x 10-7 M para H202 y STEH, respectivamente La presencia de ácido úrico, ácido ascórbico, glucosa y dopamina no interfieren en la detección de H202. STEH fue analizada en muestras de maíz, contaminadas "ex profeso", presentando valores de recuperación promedios del 96%. La concentración de STEH determinada utilizando el biosensor estuvo en muy buen acuerdo con la determinada por cromatografía HPLC, lo que valida el buen desempeño analítico del biosensor. Se usó el biosensor para determinar STEH en muestras de maíz contaminadas con el hongo Aspergillus flavus. La biosíntesis de STEH se inicia desde el primer día de incubación, con un máximo de producción al tercer día. La producción de STEH disminuye para los siguientes días de incubación.