CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

La encapsulación de microorganismos en matrices inorgánicas permite la obtención de materiales híbridos bioactivos, de gran interés en el área científica y tecnológica. Aprovechando las características mecánicas y ópticas de las matrices de encapsulación y la capacidad de los microorganismos para secretar sustancias o modificar su entorno, es posible generar materiales con nuevas propiedades. En particular, la conocida capacidad de distintos microorganismos de biosintetizar nanopartículas de oro abre las puertas para el desarrollo de biorreactores o biosensores. En general, la viabilidad de las células se ve favorecida al utilizar un método de encapsulación en dos pasos, donde primero se confina a los microorganismos en una cápsula de alginato de calcio, la cual posteriormente se introduce en la matriz de SiO2 durante la formación del gel. Sin embargo, este método requiere la posterior disolución del pre-encapsulado con citrato, el cual es un conocido agente reductor de oro. En este trabajo se presenta el estudio de formación de cápsulas de alginato en presencia de HAuCl4 (Alg-Au). Se estudió la naturaleza de las interacciones entre el polisacárido y los cationes, y se evaluó la biosíntesis de nanopartículas de oro utilizando una microalga fotosintética, Chlorella vulgaris. Las cápsulas de Alg-Au se obtuvieron por goteo de una solución de alginato de sodio en ácido tetracloroáurico. Se obervó que el pH del medio presenta una fuerte influencia en la obtención de estas cápsulas, y que la naturaleza de las interacciones de este sistema son diferentes a la conocida para el alginato de calcio, con un modelo de ?huevera? a partir de interacciones netamente electrostáticas. En experimentos de difusión se observó que el frente de gelificación de Alg-Au correlaciona con el de soluciones ácidas del mismo pH. Más aún, el análisis de la concentración de oro presente en cada cápsula realizado por ICP muestra que ésta resulta mucho menor a la esperada teniendo en cuenta los equivalentes de carga del alginato sódico (grupos carboxilatos). Por último, la presencia de catión oro no interactuante en las cápsulas permite su captación por las microalgas, las cuales mantienen su viabilidad tras la encapsulación y biosintetizan nanopartículas de oro monodispersas de entre 10 y 30nm. En conclusión, la interacción entre protones y alginato permite la formación de cápsulas para la confinación de microorganismos. Las características de estas interacciones confirman que el entrecruzamiento para alginato en presencia de HAuCl4 está dado primordialmente por el ambiente ácido, y que la naturaleza de estas interacciones es muy distinta a las que permiten la formación del alginato de calcio. La biosíntesis de nanopartículas de oro por las microalgas encapsuladas resulta exitosa, manteniendo la viabilidad celular.