Polyamines (PA) detection has been shown of great interest as biomarkers for various analytical purposes, such as freshness of fish, fruit and vegetables and cancer control. Various methods have been developed for separation and quantification of biogenic amines and among then all, electrochemical biosensors. These types of biosensors, particularly the ones involving the screen-printing technology, which combine construction simplicity with biological recognition through enzyme specificity, have been reported as a good and cheap alternative to the traditional techniques. Screen-printing technology offers design flexibility, process automatization and good reproducibility in the transducers fabrication, as well as the possibility of using a wide choice of materials.
In this work, Monoamine Oxidase (MAO) and Diamine Oxidase (DAO) based biosensors using screen-printed carbon electrodes have been attempted for the determination spermidine. The enzymes have been immobilized onto the working electrode by means of glutaraldheyde and chronoamperometric variables (applied potential and solution pH) adjusted for better reply as experimental variables can affect biosensor chronoamperometric response.
One form of screen-printed electrodes (SPEs) modification consists of the incorporation of metallic nanoparticles on the working electrode surface. Due to their reduced size, metallic nanoparticles exhibit important physical and electrical properties which make them very useful for the construction of more sensitive electrochemical biosensors. Silver and gold nanoparticle-modified carbon SPEs show important advantages when they are used as working electrodes in electrochemical techniques. Thus, different experiments were performed using modified nanoparticles DAO/MAO biosensors in order to evaluate nanoparticles influence on detection limit, sensibility, repeatability and reproducibility.
Isothermal titration microcalorimetry (ITC) may be used as a tool for obtaining overall apparent molar enthalpy for catalytic reactions and enzyme kinetic constants. ITC is useful, in this regard, since it directly measures the heat change as catalysis proceeds and this is proportional to the rate of the reaction. ITC is a well established, powerful, versatile and high-sensitivity technique that is widely used for measuring the thermodynamics of equilibrium association reactions. In addition, well designed experiments can yield an approximate value for the equilibrium association constant for the enzyme-substrate complex (KA) when product formation is the limiting step, as well as the reaction stoichiometry (n). Thus, this technique has been tried to study MAO activity when immobilized on a non-modified SPE.Presentemente, diversos trabalhos têm demonstrado a utilidade das poliaminas (PA) como
biomarcadores em várias técnicas de análise para a avaliação da qualidade dos alimentos
(peixe, fruta e vegetais) e também no controlo do cancro. Vários métodos têm sido
desenvolvidos para a separação e quantificação de aminas biogénicas, destacando-se de entre
eles, o uso dos biosensores electroquímicos. Este tipo de biosensores, particularmente os que
envolvem a tecnologia de electrodos serigrafados, combinam a simplicidade de construção
com o reconhecimento biológico através da especificidade enzimática. A tecnologia de
electrodos serigrafados oferece ainda flexibilidade de design, processos de produção
automatizados, boa reprodutibilidade, e a possibilidade de uso de diversos materiais.
Neste trabalho, usando elétrodos de carvão serigrafados (SCE) imobilizados com oxidase da
monoamina (MAO) ou oxidase da diamina (DAO) tentou-se construir um biosensor capaz de
detectar espermidina. A imobilização das enzimas sobre o elétrodo de trabalho foi realizada
por cross-linking usando glutaraldeído. Para uma melhor resposta eletroquímica, procedeu-se
ao ajuste das variáveis cronoamperométricas (potencial aplicado e pH da solução) dado saberse que estas podem interferir com a resposta electroquímica.
Uma forma de modificação dos SPE consiste na incorporação de nanopartículas metálicas na
superfície do elétrodo de trabalho. Devido ao seu reduzido tamanho, as nanopartículas
metálicas exibem propriedades elétricas e físicas importantes que as tornam vantajosas para
a construção de biosensores eletroquímicos mais sensíveis. SCE modificados com
nanopartículas de prata e ouro apresentam vantagens importantes quando são usados como
elétrodos de trabalho em técnicas eletroquímicas. Assim, diversas experiências usando
biosensores MAO/DAO modificados com nanopartículas, foram realizadas, para avaliar a sua
influência no limite de deteção, na repetibilidade e na reprodutibilidade do método.
A técnica de titulação microcalorimétrica (ITC) pode ser usada como uma ferramenta na
obtenção da entalpia molar aparente total de reações catalíticas e na obtenção dos
parâmetros cinéticos das enzimas. Neste sentido, a ITC é útil, uma vez que mede diretamente
a variação de calor durante a catálise, valor esse proporcional à velocidade de reação. A ITC
é uma técnica, bem estabelecida, sensível, versátil e poderosa, que é amplamente usada na
determinação da termodinâmica de reações associadas ao equilíbrio. Além disso, através de
experiencias bem programadas pode-se obter um valor aproximado da constante de equilíbrio
de associação para o complexo enzima-substrato (KA) quando o produto formado é o passo
limitante, bem como a estequiometria da reação (n). Portanto, tentou-se estudar a atividade
enzimática da MAO quando imobilizada num SCE não modificado com nanoparticulas
