Fabricación de un biosensor electroquímico de peróxido de hidrógeno usando peroxidasa de caléndula (Calendula officinalis)

Abstract

Las enzimas constituyen los bioreceptores más utilizados en el desarrollo de biosensores amperométricos, debido a su alta selectividad hacia sustratos y elevados números de recambio, lo que permite generar sistemas de detección sensibles y selectivos. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar las características bioquímicas y electroquímicas de la peroxidasa de caléndula (PCO) como potencial bioreceptor. La PCO fue extraída y semipurificada mediante maceración e incubación en buffer PBS 100 mM pH 6, seguida de centrifugación y separación en sistema de dos fases acuosas ((NH₄)₂SO₄ 10% / PEG 14%). Posteriormente, se evaluó su estabilidad térmica, inactivación térmica y estabilidad a diferentes valores de pH. Con el extracto semipurificado se modificaron electrodos serigrafiados con nanopartículas de oro (Au-SPCE) para su caracterización electroquímica mediante voltamperometría cíclica en sistemas de ferricianuro de potasio [K₃Fe(CN)₆], peróxido de hidrógeno (H₂O₂) a diferentes velocidades de barrido y a distintas concentraciones. Los resultados mostraron que, con la semipurificación de la PCO, se alcanzó una actividad específica de 0.209 U/mg. La enzima presentó un pH óptimo de 6 y estabilidad en el rango de pH 5–7. En cuanto a la temperatura, mantuvo más del 70% de su actividad entre 40–65 °C, con un óptimo de 55 °C y una constante de inactivación de 0.00766 min⁻¹. En la caracterización electroquímica, la modificación con PCO disminuyó la separación de potencial entre picos, favoreciendo la reversibilidad del sistema, mientras que el aumento de la velocidad de barrido reforzó este comportamiento. Adicionalmente, se observó la reducción del H₂O₂ a un potencial de −0.55 V y una relación lineal entre su concentración y la corriente, permitiendo su cuantificación en el rango de 0.1–1 mM. Se demuestra que la PCO presenta propiedades bioquímicas y electroquímicas adecuadas para su aplicación en la detección de H₂O₂ en biosensores electroquímicos.