Desarrollo y caracterización de electrodos de carbón modificados con cobre para la determinación de capacidad antioxidante

Abstract

Los antioxidantes se utilizan en la conservación de alimentos. El desarrollo de métodos para evaluar capacidad antioxidante es un objetivo en los últimos años. Los métodos electroquímicos reportados recientemente presentan limitaciones relacionadas con la estabilidad en medios no acuosos y la complejidad de sus preparaciones. CUPRAC es un método espectrofotométrico basado en la reducción de Cu(II) a Cu(I), limitado por el color y la turbidez el pH de la muestra. El objetivo de este trabajo es investigar, desarrollar y caracterizar electrodos basados en la electrodeposición de cobre en electrodos de carbono vítreo (ECV), que puedan utilizarse como sensores para la capacidad antioxidante de una amplia gama de muestras. Las condiciones óptimas para la limpieza del ECV fueron: mezcla crómica diluida, agua regia, seguido de un pulido mecánico con pasta de diamante, y dos tipos de alúminas (0.3 y 0.05 µm). Se ha estudiado la reducción del Cu(II) mediante voltametría cíclica sobre ECV para establecer las condiciones óptimas de electrodeposición, la cual se realizó a partir de disoluciones de Cu(NO3)2 en medios HNO3 0.5 M. El potencial y el tiempo de la electrodeposición se optimizaron. Los electrodos se estudiaron mediante voltametría cíclica en buffer fosfato a pH 7. La intensidad de voltagramas de pulso diferencial sucesivos disminuyó hasta estabilizarse. La estabilidad y reproducibilidad de los electrodos se estableció mediante el control de los picos anódico y catódico. Los electrodos se caracterizaron por SEM, antes y después del acondicionamiento. En presencia de antioxidantes, la señal de reducción disminuye al aumentar la concentración de antioxidante. Se han medido las capacidades antioxidantes (CAO) de ácido ascórbico y ácido gálico, en equivalentes de trolox y están en la misma relación que las obtenidas por CUPRAC. Así, los electrodos propuestos son útiles para la determinación de capacidad antioxidante.

Antioxidants are frequently used in the conservation of foods. The development of new methods assessing the antioxidant capacity is a main target in last years. Some electrochemical methods have been recently reported, but they present limitations dealing with the stability in non-aqueous media and the complexity of their preparations. CUPRAC is a spectrophotometric method based in the reduction of Cu(II) to Cu(I), limited by the color and turbidity of the sample and the working pH. The aim of this work is to investigate, develop and characterize electrodes based on the electrodeposition of copper on glassy carbon electrodes (GCE), which can be used as sensors for the antioxidant capacity of a wide range of samples. The optimal conditions for the cleaning of (GCE) were: diluted chromic mixture, aqua regia, followed by a mechanical polishing with diamond paste, and two types of aluminas (0.3 and 0.05 μm). The reduction of Cu(II) on (GCE) has been studied by cyclic voltammetry to establish the optimal electrodeposition conditions, which was made from solutions of Cu(NO3)2 in 0.5M HNO3 media. The potential and time of the electrodeposition were optimized. The electrodes were studied by cyclic voltammetry in phosphate buffer at pH 7. The intensity of successive differential pulse voltammograms decreased until they stabilized. The stability and reproducibility of the electrodes was established by controlling the anodic and cathodic peaks. The electrodes were characterized by SEM, before and after conditioning. In the presence of antioxidants, the reduction signal decreases when the antioxidant concentration was increased. The antioxidant capacities (CAO) of ascorbic acid and gallic acid, in trolox equivalents, have been measured and are in the same relationship as those obtained by CUPRAC. Thus, the proposed electrodes are useful for the determination of antioxidant capacity.