Akrylamid (2-propenamid, CH2=CH–CO–NH2) jest substancją silnie toksyczną o działaniu rakotwórczym. W systemie klasyfikacji Unii Europejskiej akrylamid występuje w kategorii drugiej, jako kancerogen i mutagen, oraz w trzeciej, jako substancja toksyczna dla reprodukcji. Badania pokazują, że duże ilości karcynogenu powstają podczas obróbki termicznej produktów spożywczych bogatych w asparaginę i cukry redukujące, takie jak glukoza (substraty reakcji Miliarda, w której powstaje akrylamid). Akrylamid wytwarza się między innymi w pieczonych ziemniakach (popularne „chipsy” i prażynki ziemniaczane), ale również podczas smażenia mięs w wysokich temperaturach (już w 120 0C). Wychodząc naprzeciw zagrożeniu polscy naukowcy opracowali nowy woltametryczny biosensor, który umożliwia określenie stężenia akrylamidu w próbkach żywności. Badania prowadzone były przez zespół pod przewodnictwem dr hab. Jerzego Radeckiego z Polskiej Akademii Nauk, oddział w Olsztynie. Autorzy pracy wykorzystali zjawisko tworzenia się adduktów akrylamidu z hemoglobiną (Hb), w wyniku reakcji z grupą aminową (-NH2) waliny umieszczoną na N-końcu białka (Hb). Interakcja stała się podstawą działania skonstruowanego przez nich bioczujnika. Elektrodą pracującą w woltametrycznym biosensorze jest lektroda węglowa zmodyfikowana hemoglobiną, która zawiera cztery prostetyczne grupy hemowe (Hb–Fe3+). Elektroda ta umożliwia odwracalną reakcję redoks (redukcja/utlenienie) żelaza grupy hemowej: Hb–Fe3+/Hb–Fe2+. W pracy opublikowanej w „Biosensors and Bioelectronics” naukowcy z PAN zastosowali biosensor do pomiarów stężenia akrylamidu w wodnym ekstrakcie z „chipsów”. Czułość elektrody pracującej (Hb–Fe3+) względem akrylamidu testowano z użyciem cyklowoltametrii (CV). Jest to technika elektroanalityczna do badania elektroaktywnych związków. Najbardziej użytecznym aspektem cyklowoltametrii jest fakt iż jedną z jej aplikacji jest ilościowa charakteryzacja reakcji elektrodowych. Poza tym CV idealnie nadaje się do badania układu redoks Fe2+/Fe3+. W technice tej mierzone natężenie jest funkcją zmiany potencjału w czasie (cyklujący potencjał, scan rate). Polscy naukowcy udokumentowali, że wzrost stężenia akrylamidu w próbce powoduje spadek wartości natężenia pików redoks proporcjonalnie do zawartości związku w roztworze.Skonstruowany przez nich woltametryczny biosensor umożliwia pomiary akrylamidu z niewiarygodnie niskich stężeń – limit detekcji to 1.2 x 10-10 M.


Biosensors and Bioelectronics 22 (2007) 2165-2170.