Aplicaciones biomédicas de nanopartículas de magnetita recubiertas con carbono: estrategias para la detección sensible y selectiva de glucosa

MERCEDES ARANA; CECILIA SOLEDAD TETTAMANTI; PAULA BERCOFF; MARCELA C. RODRIGUEZ

Córdoba

Congreso; NANOCÓRDOBA 2014; 2014

Universidad Nacional de Córdoba

Las propiedades únicas que exhiben las nanopartículas inorgánicas y la posibilidad de funcionalizar efectivamente sus superficies juegan un rol preponderante en el avance de la biología, la medicina y en el desarrollo de la nanobiotecnología. El típico tamaño de las nanopartículas las ubica en el mismo rango que muchas unidades biológicas, tales como proteínas y enzimas, pudiendo ser empleados como sondas capaces de actuar a nivel celular con una función específica. En la última década, merced a las excelentes propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas, los nanocristales de metales y semiconductores han permitido el desarrollo de nuevos conceptos en el campo de los biosensores. Las propiedades ópticas y electroquímicas de ?quatum-dots? y nanopartículas metálicas posibilitan su empleo como transductores incrementando la señal producto del evento de reconocimiento. Las nanopartículas han sido modificadas superficialmente para realizar funciones químicas o físicas específicas contribuyendo a un importante avance en el campo de la nanobiotecnología, en particular las nanoestructuras magnéticas funcionales que ya tienen aplicaciones de impacto en el diagnóstico y tratamiento (teránóstica) en medicina y biología. Este trabajo reporta una nueva metodología de síntesis para la obtención de nanopartículas de magnetita recubiertas con carbono (mNPs@C) empleando como precursores hematita y carbono amorfo, su caracterización y aplicación en el desarrollo de un biosensor amperométrico para glucosa demostrando sus propiedades como material electrocatalítico. Las mNPs@C se incluyeron en un material de electrodo compósito (mNPs@C/CPE) tomando ventajas de su actividad intrínseca símil peroxidasa. Se encontró que las mNPs@C incluídas en el electrodo compósito contribuyen al incremento de la transferencia de carga de los procesos redox del peróxido de hidrógeno. Adicionalmente, mNPs@C/CPE demostró ser altamente selectivo aún frente a concentraciones elevadas de ácido úrico y ácido ascórbico, usuales interferentes en los análisis de glucosa en fluidos biológicos. A partir de estos notables resultados, la matriz compósito naoestructurada fue modificada por la adición de glucosa oxidasa (GOx) como elemento biocatalítico, para obtener un biosensor electroquímico (GOx/mNPs@C/CPE) con excelentes características analíticas para la detección amperométrica de glucosa para valores dentro del rango normal y rango patológico en muestras tan complejas como el suero sanguíneo humano.