La presente invención consiste en un dispositivo electródico para la detección de cocaína,

con tres electrodos, obtenidos todos los electrodos por serigrafía, modificándose uno de ellos con una enzima, así como su procedimiento de fabricación y su uso en la detección citada.

Dispositivo electródico para la detección de cocaína, procedimiento de fabricación y uso de dicho dispositivo.

Objeto de la invención

La presente invención se enmarca en el campo de las celdas electroquímicas aplicadas al análisis de sustancias.

Así, la presente invención se refiere a un dispositivo electródico para la detección de cocaína, con tres electrodos, obtenidos todos los electrodos por serigrafía, modificándose uno de ellos con una enzima, así como su procedimiento de fabricación y su uso en la detección citada.

Antecedentes de la invención

Las celdas electroquímicas son de gran interés en el análisis de sustancias debido a su robustez, fabricación sencilla y económica.

Una de las técnicas más utilizadas para la fabricación de los electrodos que se utilizan en las celdas electroquímicas es la serigráfica. Esta técnica permite construir sensores químicos con una reproducibilidad y una infraestructura mínima.

La serigrafía es un método de impresión directa, también llamado de impresión por penetración. La deposición de tintas se realiza capa a capa sobre un sustrato. La calidad de los sensores químicos así fabricados depende, en gran medida, de los materiales utilizados.

Mediante la tecnología de electrodos serigrafiados es posible la miniaturización de los sensores ofreciendo la ventaja de ser versátiles, pueden ser fabricados con distintas configuraciones de electrodos y con diferentes tintas, y tener bajo coste pudiendo así prestarse para la producción en masa de electrodos desechables.

Para aumentar la selectividad de los electrodos se modifican por diferentes métodos, por ejemplo inmovilizando una sustancia en su superfi- cie.

El método de inmovilización es muy importante ya que va a influir en el tiempo de vida del sensor y en su sensibilidad. Así, hay distintos tipos de inmovilización: por absorción, por microencapsulación, por atrapamiento, por entrecruzamiento, y por unión covalente.

Tradicionalmente, la determinación de cocaína y sus metabolitos se ha realizado mediante técnicas cromatográficas, normalmente acopladas a detectores de masas, en muestras biológicas tales como sangre u orina, pelo, meconio o saliva. También se han descrito inmunoensayos enzimáticos y radioinmunoensayos. Estas técnicas de ensayos implican instalaciones costosas y procedimientos largos, complicados y costosos.

La presente invención solventa estas desventajas mediante un dispositivo electródico, cuya simplicidad, bajo coste y su relativo corto tiempo de análisis, comparado con las técnicas cromatográficas, ha supuesto un gran avance en su empleo en muchos campos.

En el caso de la cocaína, teniendo en cuenta los grupos funcionales presentes en su molécula susceptibles de sufrir reacciones de oxido-reducción, pueden distinguirse dos tipos de procedimientos electroquímicos de detección:

• Basados en la señal de oxidación irreversible registrada a 1 V aproximadamente como resultado de la oxidación de la amina ternaria, tanto en electrodo de pasta de carbono como carbón vitrificado, en disoluciones de pH superior a 6.5.

• Basados en la señal de reducción registrada entre -1.5 y 1 V como resultado de la reducción de los grupos ésteres, en electrodos de mercurio, en disoluciones de pH superior a 7.

En estos procedimientos electroquímicos se han utilizado técnicas tales como voltamperometría cíclica, voltamperometría de onda cuadrada y diferencial de impulsos con acumulación, y amperometría.

También, se han descrito procedimientos para la determinación de cocaína basados en el empleo de inmunosensores amperométricos con electrodo de oxígeno, modificados con peroxidasas y anticuerpos de anti-benzoilecgonina, y electrodos selectivos potenciométricos de membrana.

Sin embargo, a pesar de la conocida interacción de la cocaína con algunos enzimas, la utilización de biosensores enzimáticos, que han mostrado su utilidad en numerosas determinaciones de distintos campos, no ha sido desarrollada para la determinación de esta droga.

La presente invención aúna las ventajas de los dispositivos electródicos con el uso de enzimas específicos para la detección de cocaína.

Descripción de la invención

La presente invención queda establecida y caracterizada en las reivindicaciones independientes, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la misma.

A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un dispositivo electródico para la detección de cocaína obtenido por serigrafía caracterizado porque comprende tres electrodos, cada electrodo consta de un contacto, un tramo y un área activa, siendo un electrodo de trabajo, uno auxiliar y otro de referencia, constituidos todos los electrodos por serigrafía de una tinta de carbono sobre una lámina plástica de poliéster, además el área activa del electrodo de referencia se imprime con una tinta de Ag/AgCl, el área activa del electrodo de trabajo se modifica de manera que se inmoviliza el enzima CYP450 en su superficie.

Asimismo, la presente invención se refiere a un proceso de fabricación del dispositivo anteriormente mencionado que comprende las siguientes etapas:

- serigrafiado de una lámina de poliéster con tinta de carbono para formar el contraelectrodo, el electrodo de trabajo, contacto y tramo para el electrodo de referencia,

- serigrafiado del área activa del electrodo de referencia con Ag/AgCl,

- serigrafiado de un aislante cubriendo todos los tramos de los electrodos,

- modificación del área activa del electrodo de trabajo mediante inmovilización del enzima CYP450 en su superficie.

Y, la presente invención se refiere al uso del dispositivo anteriormente mencionado que comprende las siguientes etapas:

- introducción del dispositivo en una celda electroquímica que contiene 5 mL de de una solución tampón de dihidrogenofosfato sódico con pH 8.1, 50 mM y KCl 100 mM,

- unión de los contactos de los electrodos a un potenciostato,

- aplicación de un potencial de -0.25 V entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo,

- espera a estabilización de corriente,

- adición de 100 μL de disolución problema de cocaína previamente diluida,

- sucesivas adiciones de 100 μL de disolución 10^-6 M de cocaína,

- registro de las intensidades de corriente,

- representación de la recta de calibrado,

- extrapolación de dicha recta de calibrado para calcular la concentración de cocaína en la muestra problema.

Descripción de las figuras

Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de figuras, ilustrativas del ejemplo preferente y nunca limitativas de la invención.

La figura 1 representa una vista en alzado de los electrodos de una primera realización.

La figura 2 representa una vista en alzado de los electrodos con aislante de una segunda realiza- ción.

Exposición detallada de la invención

En la realización aquí detallada, la invención se refiere a un dispositivo electródico para la detección de cocaína, con tres electrodos (1, 2, 3), obtenidos todos los electrodos por serigrafía, modificándose uno de ellos con una enzima, así como su procedimiento de fabricación y su uso en la detección citada.

Como la técnica serigráfica implica el uso de materiales concretos y da lugar a la configuración geométrica concreta del dispositivo, la exposición de dicha técnica de fabricación sirve asimismo de explicación de la configuración del dispositivo, pudiendo ir ligadas ambas, configuración y técnica o procedimiento de fabricación, durante la presente exposición detallada de la invención.

El citocromo P450 (CYP450) es el principal responsable del metabolismo oxidativo de los xenobióticos y es conocida su actividad frente a la cocaína.

El sistema citocromo P450 (CYP450) presenta una enorme versatilidad funcional que se refleja tanto en la gran variedad de procesos que puede catalizar, como en el elevado número de substratos... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo electródico para la detección de cocaína obtenido por serigrafía caracterizado porque comprende tres electrodos (1, 2, 3), cada electrodo consta de un contacto (1.3, 2.3, 3.3), un tramo (1.2, 2.2, 3.2) y un área activa (1.1, 2.1, 3.1), siendo un electrodo de trabajo (2), uno auxiliar (1) y otro de referencia (3), constituidos todos los electrodos por serigrafía de una tinta de carbono sobre una lámina plástica de poliéster, además el área activa (3.1) del electrodo de referencia (3) se imprime con una tinta de Ag/AgCl, el área activa (2.1) del electrodo de trabajo (2) se modifica de manera que se inmoviliza el enzima CYP450 en su superficie.

2. Dispositivo electródico según la reivindicación 1 caracterizado porque el enzima es el CYP450 de la familia 2B4.

3. Dispositivo electródico según la reivindicación 1 caracterizado porque los contactos (1.3, 2.3, 3.3), los tramos (1.2, 2.2, 3.2) y las áreas activas de los electrodos de trabajo (2.1) y referencia (3.1) son de forma rectangular.

4. Dispositivo electródico según la reivindicación 3 caracterizado porque el área activa (3.1) del electrodo de referencia tiene 2 mm de anchura por 6 mm de longitud.

5. Dispositivo electródico según la reivindicación 3 caracterizado porque el área activa (2.1) del electrodo de trabajo (2) es un cuadrado de 4 mm².

6. Dispositivo electródico según la reivindicación 3 caracterizado porque el área activa (1.1) del electrodo auxiliar es rectangular.

7. Dispositivo electródico según la reivindicación 3 caracterizado porque el área activa (1.1) del electrodo auxiliar es en forma de arco.

8. Proceso de fabricación del dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- serigrafiado de una lámina de poliéster con tinta de carbono para formar el contraelectrodo (1), el electrodo de trabajo (2), contacto (3.3) y tramo (3.2) para el electrodo de referencia (3),

- serigrafiado del área activa (3.1) del electrodo de referencia con Ag/AgCl,

- serigrafiado de un aislante (5) cubriendo todos los tramos (1.2, 2.2, 3.2) de los electrodos,

- modificación del área activa (2.1) del electrodo de trabajo mediante inmovilización del enzima CYP450 en su superficie.

9. Uso del dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- introducción del dispositivo en una celda electroquímica que contiene 5 mL de de una solución tampón de dihidrogenofosfato sódico con pH 8.1, 50 mM y KCl 100 mM,

- unión de los contactos (1.3, 2.3, 3.3) de los electrodos a un potenciostato,

- aplicación de un potencial de -0.25 V entre el electrodo de trabajo (2) y el contraelectrodo (1),

- espera a estabilización de corriente,

- adición de 100 μL de disolución problema de cocaína previamente diluida,

- sucesivas adiciones de 100 μL de disolución 10^-6 M de cocaína,

- registro de las intensidades de corriente,

- representación de la recta de calibrado,

- extrapolación de dicha recta de calibrado para calcular la concentración de cocaína en la muestra problema.