Determinarea unor Insecticide Organofosforice

Cuvinte cheie

Acetilcolinesteraza (AChE), biosenzori bazaţi pe AChE, electrozi screen-printaţi, inhibiţie enzimatică, insecticide organofosforice, clorpirifos metil oxon, paraoxon, diclorvos, imobilizare în sol-gel, imobilizare prin reticulare, analiza selectivă a insecticidelor, AChE din Drosophila melanogaster (Dm), AChE din ţipar electric, voltametrie de stripping anodic, determinarea Cu(II), electrod chimic modificat cu salicilaldoximă.

Determinarea unor insecticide organofosforice utilizând un biosenzor potenţiometric bazat pe acetilcolinesterază (AChE)

În acest referat este prezentată determinarea a doi compuşi organofosforici, utilizând un biosenzor potenţiometric reutilizabil. AChE a fost imobilizată pe o membrană de ester de celuloză folosind în acest scop glutaraldehidă şi albumină serică bovină (BSA). Membrana a fost apoi fixată pe un electrod de sticlă cu suprafaţa plată. Gradul de inhibiţie al enzimei este dependent de concentraţia de pesticid din proba de analizat. Enzima inhibată a fost reactivată utilizând piridin-2-aldoxima metiiodură (2-PAM). În figura 1 este prezentată schema de imobilizare a AChE pe membrana de ester de celuloză.

Figura 1. Schema protocolului de imobilizare a enzimei

AChE catalizează reacţia de hidroliză a substratului, acetilcolina, cu obţinerea produşilor de reacţie colină şi acid acetic. Acesta din urma generează o variatie a pH-ului soluţiei din membrană care este măsurat cu ajutorul electrodului de sticlă. Când insecticidul inhibă enzima imobilizată pe membrană se poate observa o reducere a variaţiei de pH în prezenţa substratului(figura 2)

figura 2. Principiul de detecţie potenţiometrică al insecticidelor organofosforice folosind un biosenzor cu AChE.

Biosenzorul bazat pe AChE imobilizată pe o membrană de ester de celuloză prezintă o bună stabilitate operaţională şi de stocare. Insecticidele organofosforice utilizate în aceste experimente au fost: etil paraoxon şi diclorvos (figurile 3, 4). După fiecare măsurătoare de inhibiţie enzimatică, reactivarea enzimei a fost făcută prin incubarea biosenzorului timp de 10 min într-o soluţie 2-PAM 0,02 mol/L preparată în tampon fosfat 0,002 M, pH=8. Comparând procentele de inhibiţie obţinute la aceleaşi concentraţii de paraoxon respectiv diclorvos s-a constatat o capacitate mai mare de inhibiţie a paraoxonului asupra enzimei decât cea a diclorvosului.

Limita de detecţie obţinută cu biosenzorii construiţi a fost de 0,5 μM pentru diclorvos şi 0,1 μM pentru etil paraoxon. Metoda a fost uşor de aplicat pentru analiza directă a probelor de apă potabilă din reţeaua de alimentare a municipiului Bucureşti. De altfel această metodă nu impune pre-tratamente ale probei şi biosenzorul poate fi uşor utilizat de personal cu calificare medie pentru a putea identifica şi evalua toxicitatea probelor analizate