[en] Nowadays, analytical chemistry has an important role in society. This part of the chemistry is present in a lot of fields, for example in industry, in medicine, or it helps in the environmental monitoring of some contaminants, such as metals. Among some techniques to use in metals determination with low detection limit (DL), such as inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry (ICP-AES), inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS), and atomic absorption spectrometry (AAS), electrochemical techniques are a complementary strategy due to their characteristics: no time-consuming sample pretreatment, no specialize personnel is required, cost-effective and can be portable. In the last years, the use of composite materials based on different carbon allotropes has been an interesting option to customize the electrochemical sensors used in these techniques and achieve a better performance. For the fabrication of these composite electrodes, an isolating matrix and carbon materials are used. As carbon materials: graphite, carbon nanotubes, graphene, and glassy carbon, are viable alternatives because of their electrical properties. Considering all these carbon materials, in this thesis they were tested in cadmium (Cd), lead (Pb) and copper (Cu) determination using square wave anodic stripping voltammetry (SWASV). Time ago, the electrochemical determination of metals was done using polarography, and as a working electrode one made of mercury was used. Mercury has some interesting properties, for example the affinity with some metals leading to the formation of amalgams with them. That decreases the reduction potential of this metal ion analyte, that can improve the electrochemical detection. Even though the use of mercury electrodes is not environmentally friendly, some alternatives can be found to exploit its properties while reducing related risks. For that reason, in this thesis the superficial modification of the composite electrode was performed with two type of mercury nanoparticles (HgNPs). And the performance of these modifications was evaluated analysing Cd, Pb and Cu using SWASV in spiked tap water, Mar Menor water and more complex samples (as from the acid digestion of vineyards residues). Another property of the carbon materials is that they can have biocompatibility, for that reason a new surface modification to explore this property was proposed in this thesis. The polymersomes (Psomes), which are polymeric vesicles able to react to some external stimulus (pH, magnetic field, temperature, change in temperature, etc.) are used to develop biosensors. Psomes were loaded with Glucose Oxidase (GOx), which is a natural enzyme that can catalyse the transformation of glucose in H2O2 and gluconic acid, and the hydrogen peroxide was detected electrochemically, using chronoamperometry. Furthermore, a cascade reaction was proposed to evaluate the communication between different loaded vesicles (compartmentalization). Using the GOx loaded Psomes to produce H2O2 and then the consumption of hydrogen peroxide was tested using two different loaded Psomes: on one hand, Psomes loaded with a natural enzyme, Catalase (CAT), and on the other hand, Hemin Chloride loaded Psomes, which is a nanozyme.

[es] Hoy en día, la química analítica desempeña un papel importante en la sociedad. Esta parte de la química está presente en muchos campos, por ejemplo, en la industria, en la medicina, o ayuda en la monitorización medioambiental de algunos contaminantes, como los metales. Hay algunas técnicas que se utilizan en la determinación de metales que tienen un bajo límite de detección (DL), como la espectrometría de emisión atómica con plasma acoplado inductivamente (ICP-AES), la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) y la espectrometría de absorción atómica (AAS) pero las técnicas electroquímicas son una buena opción debido a sus características: no requieren pretratamiento de la muestra, no necesitan personal especializado, son económicas y pueden ser portátiles. En los últimos años, el uso de materiales compuestos basados en distintos alótropos de carbono ha sido una opción interesante para personalizar los sensores electroquímicos utilizados en dichas técnicas y conseguir un mejor rendimiento y adaptabilidad. Para la fabricación de estos electrodos compuestos, se han utilizado una matriz aislante y materiales de carbono. Como materiales de carbono se han usado grafito, nanotubos de carbono, grafeno, carbono vítreo, ya que son una alternativa viable debido a sus propiedades eléctricas. Considerando todos estos materiales de carbono, en esta tesis se probaron en la determinación de cadmio (Cd), plomo (Pb) y cobre (Cu) mediante voltamperometría de redisolución anódica de onda cuadrada (SWASV). Tiempo atrás, la determinación electroquímica de metales se realizaba utilizando polarografía, y en esta técnica como electrodo de trabajo se empleaba uno de mercurio. El mercurio tiene algunas propiedades interesantes, por ejemplo, la afinidad con algunos metales que lleva a la formación de amalgamas con ellos. Eso disminuye el potencial de reducción de iones metálicos de interés, lo que puede mejorar la detección electroquímica. Aunque el uso de electrodos de mercurio no es respetuoso con el medio ambiente, se pueden encontrar algunas alternativas para aprovechar sus propiedades reduciendo los riesgos asociados. Por ello, en esta tesis se realizó la modificación superficial del electrodo compuesto con dos tipos de nanopartículas de mercurio (HgNPs). Y se evaluó el rendimiento de estas modificaciones analizando Cd, Pb y Cu utilizando SWASV en agua del grifo dopada, agua del Mar Menor y muestras más complejas (por ejemplo, procedentes de la digestión ácida de residuos de los viñedos). Otra propiedad de los materiales de carbono es que pueden ser biocompatibles, por ello en esta tesis se propuso una nueva modificación superficial para explorar esta propiedad. Los polymersomes (Psomes), que son vesículas poliméricas capaces de reaccionar a estímulos externos (como pH, campo magnético, temperatura, cambio de temperatura, etc.) se utilizaron para desarrollar biosensores. Los Psomes se cargaron con Glucosa Oxidasa (GOx), que es una enzima natural capaz de catalizar la transformación de glucosa en acido glucónico y H2O2, y este último se detectó electroquímicamente, utilizando la técnica de cronoamperometría. Además, se propuso una reacción en cascada para evaluar la comunicación entre las diferentes vesículas cargadas (compartimentación). El uso de los Psomes cargadas con GOx para producir H2O2 y el consumo de este se probó utilizando dos Psomes con carga diferente: por un lado, Psomes cargados con una enzima natural, Catalasa (CAT), y por otro, Psomes cargados con Cloruro de Hemin, que es una nanozima.