ESTUDIO DE ADSORCIÓN DE MONOCAPAS AUTO-ENSAMBLADAS DE L-CISTEÍNA SOBRE SUPERFICIE MONOCRISTALINA DE Au(100) MEDIANTE MICROSCOPÍA TÚNEL DE BARRIDO y MÉTODOS AB-INITIO

FRANCO, VANINA; RODRIGUEZ SOTELO, SINDY J.; RUANO-SANDOVAL, GUSTAVO; CALAZA, FLORENCIA C.; PASSEGGI(H), MARIO C. G.

La Plata

Congreso; XXII CONGRESO ARGENTINO DE FISICOQUÍMICA Y QUÍMICA INORGÁNICA LA PLATA 2021; 2021

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica - UNLP

Introducción La funcionalización de superficies metálicas mediante moléculas biológicas, presenta un número creciente de aplicaciones en diversos campos. Para ello, es fundamental la comprensión de las propiedades químicas y físicas de la interface orgánica/inorgánica y del proceso de formación de monocapas auto-ensambladas (SAM?s) de aminoácidos. El aminoácido L-cisteína (Cys), merece un interés particular como enlazante de macromoléculas y como sensor químico. En este trabajo se realiza un estudio teórico y experimental de la formación de SAM?s de moléculas de Cys sobre superficies monocristalinas de Au(100), con el fin de esclarecer los mecanismos de adsorción molecular. La adsorción de moléculas se realiza por inmersión del sustrato (?dipping?) en soluciones metanólicas de Cys a diferentes cubrimientos y se caracteriza 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 estudia la interacción sustrato-adsorbato en tres sistemas: (i) Cys sobre Au(100), (ii) dímeros de Cys sobre Au(100) y (iii) metanol sobre Au(100), para determinar las configuraciones de equilibrio, energías y distancias de adsorción, densidades de estado y transferencia de carga entre el sustrato y la molécula.Resultados Mediante microscopía túnel de barrido se examinó la estructura molecular, el orden y la reconstrucción que induce el proceso de quimisorción y/o fisisorción de estas moléculas en el sustrato. Los cálculos llevados a cabo, mostraron que los procesos de fisisorción de Cys sobre Au(100) están dirigidos principalmente por la interacción entre el grupo tiol y el oro. La configuración más estable y la diferencia de densidad de carga inducida por la interacción, para este sistema, indican que el aminoácido se encuentra en su forma zwitteriónica.Conclusiones La resolución molecular revela un patrón en forma de bandas rectangulares de moléculas de Cys, adsorbidas como multicapas sobre el Au(100), en concordancia con Engelbrekt y col. [1]. Además, se determinó que el grupo funcional amino se aleja de la superficie de oro con una densidad de carga positiva, dejando expuesto el grupo carboxilo con una densidad de carga negativa; lo cual explicaría la composición química de las SAM?s.Referencias 1) Engelbrekt, C., Nanoscale, 2019, 11, 17235-17251