La descripción matemática del rendimiento del sensor de dopamina, basado en el electrodo de pasta de carbono, modificado por nanotubos y fragmentos de plátano

The mathematical description for the sensor of dopamine, based on carbon paste electrode, modified by nanotubes and banana tissues

En este trabajo se ha descrito matemáticamente el funcionamiento del sensor electroquímico de dopamina, basado en el electrodo de pasta de carbono modificado por nanotubos de carbono y fragmentos de plátano. El modelo matemático correspondiente se analizó mediante la teoría de la estabilidad lineal y el análisis de bifurcación. La modelización, además de explicar el comportamiento del sensor, proporciona información adicional, como la dependencia del rendimiento del sensor de las especies de plátanos utilizadas.

Introducción

Los electrodos de pasta de carbono han sido ampliamente utilizados en el análisis electroquímico desde su primera fabricación por Adams en 1958 [1]. Sus ventajas son la rapidez de preparación, la posibilidad de una regeneración eficaz, la no toxicidad y las características atractivas [2]. Los polímeros conductores [3-5] (normales, dopados y sobreoxidados) tienen características similares. Además, ambas clases pueden ser fácilmente modificadas por otras sustancias para obtener materiales catalizadores para diversos usos [6-15].

Por otro lado, la dopamina (DA) es una de las catecolaminas naturales que se pueden encontrar en el cuerpo. Es un precursor de la epinefrina [16], una de las moléculas neurotransmisoras con importantes efectos cardiovasculares, hormonales, renales y del sistema nervioso central. La falta de dopamina puede causar enfermedades, como el Parkinson [17-18]. Sin embargo, su alta concentración puede provocar efectos en el sistema nervioso simpático, acompañados de un aumento de la presión arterial y del pulso, e incluso esquizofrenia [19-21]. Por lo tanto, el desarrollo de un método eficiente capaz de determinar sus concentraciones mínimas es una tarea relevante.

Anteriormente, los métodos de electrodetección de dopamina con electrodos, modificados por diversos materiales, incluyendo nanopartículas metálicas, polímeros conductores (con las conductividades electrónica, iónica y mixta) ya han sido más utilizados [22- 28]. Sin embargo, la mayoría de estos métodos pueden presentar dificultades, como la no regeneración del electrodo, causada por la adsorción de productos de oxidación, el uso de metales nobles, cuyos compuestos son muy caros, y la respuesta inestable, que revela la presencia de inestabilidades electroquímicas [29-32]. El problema se resolvería si se utilizaran nanotubos de carbono, cuyas propiedades excepcionales [33-47] les confieren excelentes propiedades electroanalíticas [48-55].