INVESTIGADORES
PASSEGGI Mario Cesar Guillermo
congresos y reuniones científicas
Título:
Charla: Estudio de adsorción de monocapas auto-ensambladas de L-cisteína y L-triptófano sobre superficie monocristalina de Au(111) mediante microscopía túnel de barrido y métodos ab-initio
Autor/es:
FRANCO, V.G.; RODRÍGUEZ-SOTELO, S.J.; CALAZA, F.C.; RUANO, G.D.; PASSEGGI (H), M.C.G.
Lugar:
Córdoba (Córdoba), 11-15 Octubre
Reunión:
Otro; RAFA2021, 106ª Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina, Segunda RAFA Webinar; 2021
Institución organizadora:
Organiza: Filial Córdoba
Resumen:
El desarrollo y la optimización de dispositivos a escala nanométrica, demandan una exhaustiva comprensión del proceso de auto-ensamblado de las moléculas y de las propiedades químicas y físicas de la interface orgánica/inorgánica generada. La formación de monocapas auto-ensambladas (SAM´s) por auto-organización, es una de las técnicas más empleadas para modificar superficies. En particular, en el área de nanobiosensores, las SAM´s son un valioso nexo entre el conductor metálico encargado de transducir señales y las moléculas biológicas que sirven como elementos de reconocimiento. Las SAM´s de aminoácidos, han recibido especial atención, debido a la posibilidad de abordar mediante un sistema relativamente simple, desafíos de mayor complejidad. Por lo tanto, es fundamental la comprensión de las propiedades químicas y físicas de la interface, y del proceso de formación de éstas SAM´s en particular. Los aminoácidos L-cisteína (Cys) y L-triptófano (Trp) merecen un interés particular como enlazantes de macromoléculas para sensores biológicos, debido a los grupos R que presentan. En este trabajo, se realizó un estudio teórico y experimental de la formación de SAM´s de moléculas de Cys y Trp en solución, sobre superficies monocristalinas de Au(111). La adsorción de moléculas se llevó a cabo por inmersión del sustrato ("dipping") en soluciones metanólicas de Cys y Trp a diferentes cubrimientos y se caracterizaron las SAM´s mediante microscopia túnel de barrido (STM) en aire y a temperatura ambiente. Adicionalmente, con cálculos "ab-initio" mediante la teoría del funcional de la densidad (DFT) se estudió la interacción sustrato-adsorbato en tres sistemas: (i) Cys sobre Au(111), (ii) Trp sobre Au(111) y (iii) metanol sobre Au(111). Se obtuvieron imágenes de STM, en las cuales se observó que las moléculas de Cys y Trp se auto-organizan siguiendo la geometría del sustrato, alrededor de "dark spots" de unos pocos nanómetros, por lo que presentan un patrón de cadenas que forman un laberinto con su estructura orientada en las tres direcciones de simetría. Los cálculos llevados a cabo, mostraron que para Cys se genera un proceso de quimisorción sobre Au(111) ,que se debe a la interacción entre el grupo "tiol" y los átomos superficiales de Au que forman una unión covalente. En cambio, para Trp este proceso es de fisisorción a través del grupo "indol". En ambos casos, los aminoácidos desplazaron el solvente (metanol) de la superficie que se encontraba fisisorbido, para formar las SAM´s correspondientes. Esto permitióque las moléculas se ubiquen ordenadamente, a través del grupo R que genera la interacción.  Según Cavalleri, la formación de los "dark spots" se debe a la deposición de órgano-sulfurados, pero hemos evidenciado que esto ocurre también con otro aminoácido, como es el triptófano. Por otra parte, la determinación de las configuraciones de equilibrio, energías y distancias de adsorción,densidades de estado y transferencia de carga entre el sustrato y las moléculas,evidenció la diferencia en la naturaleza de las uniones de la interface para cada aminoácido, lo que da a cada superficie funcionalizada propiedades singulares y de potencial aplicación.Expuso. FRANCO, V.G.