Cysteine functionalized bio-nanomaterial for the affinity sensing of Pb(II) as an indicator of environmental damage

Authors
Ramirez, Maria Laura; Tettamanti, Cecilia Soledad; Gutierrez, Fabiana Andrea; Gonzalez-Domínguez, Jose M.; Ansón-Casaos, Alejandro; Hernández-Ferrer, Javier; Martínez, María T.; Rivas, Gustavo Adolfo; Rodriguez, Marcela Cecilia
Publication Year
2018
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
This work aims at the development of an electrochemical affinity biosensor for Pb(II) quantification using a platform that combines glassy carbon electrodes (GCE) and an aqueous dispersion of single-walled carbon nanotubes (SWCNT) covalently modified with cysteine residues (Cys). The biosensing protocol includes the accumulation of Pb(II) at the electrode surface through the affinity interaction promoted by Cys residues at open circuit potential, followed by the reduction of the accumulated Pb(II) at ‐0.900 V and the transduction step performed by linear sweep-adsorptive stripping voltammetry (LSAdSV) in a 0.020 M acetate buffer solution pH 5.00. There is a linear relationship between Pb(II) oxidation peak current and Pb(II) concentration. The dynamic linear range extends from 5.0 to 125.0 μg·L−1, exhibiting a sensitivity of 0.061 μAμg−1L and a detection limit of 0.69 μg·L−1. In addition, the selectivity of the biosensor was evaluated in the presence of high concentrations of possible interferents such as Cu(II), Cd(II), Ni(II), Hg(II), Rh(II), Ru(II), Zn(II), Ir(IV), Co(II) and As(III) demonstrating a high discrimination of Pb(II) in complex samples. The sensor was challenged with tap and rain water samples enriched with Pb(II), demonstrating outstanding properties in terms of recovery percentages showing an excellent agreement with ICP- MS.
Fil: Ramirez, Maria Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina
Fil: Tettamanti, Cecilia Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina
Fil: Gutierrez, Fabiana Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina
Fil: Gonzalez-Domínguez, Jose M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina
Fil: Ansón-Casaos, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina
Fil: Hernández-Ferrer, Javier. Universidad de Zaragoza; España
Fil: Martínez, María T.. Universidad de Zaragoza; España
Fil: Rivas, Gustavo Adolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina
Fil: Rodriguez, Marcela Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Investigaciones en Físico-química de Córdoba; Argentina
Subject
AFFINITY ELECTROCHEMICAL BIOSENSOR
COVALENT FUNCTIONALIZATION
CYSTEINE FUNCTIONALIZED BIO-NANOMATERIAL
ENVIRONMENTAL DAMAGE
LEAD AFFINITY BIOSENSING
SINGLE WALLED CARBON NANOTUBES (SWCNT)
Química Analítica
Ciencias Químicas
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Access level
Restricted access
License
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/85432