Estudio del calentamiento por efecto foto-térmico en nanopartículas núcleo-cáscara Au@SiO2

M. JAZMÍN PENELAS; CINTIA B. CONTRERAS; PAULA C. ANGELOMÉ; SERGIO E. MOYA; GUSTAVO ARENAS; FERNANDO TRABADELO; GALO J. A. A. SOLER-ILLIA; CRISTINA HOPPE

Encuentro; XIX Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados NANO 2019; 2019

Las propiedades ópticas únicas del plasmón de resonancia (LSPR), junto con la alta especificidad de reconocimiento biomolecular, permiten que las nanopartículas de oro (Au NPs) puedan tener distintas aplicaciones en foto-terapia.[1] Además, la modificación superficial de Au NPs recibe gran interés ya que, pueden llevar a una mejora de sus propiedades, y a la construcción de nanosistemas híbridos inteligentes. En particular, el recubrimiento con una cáscara de SiO2 brinda estabilidad a las Au NPs, y permite una fácil incorporación diversos grupos funcionales, como por ejemplo cepillos de polímeros con respuesta térmica. Como etapa inicial en el diseño de estos nanomateriales termo-responsivos es indispensable evaluar la respuesta de cada bloque de construcción frente a dicho estímulo. Este trabajo se enfoca en el estudio del calentamiento por efecto foto-térmico de suspensiones coloidales de nanopartículas núcleo-cáscara Au@SiO2, con la perspectiva de aplicarlas en la obtención de nanotransportadores de fármacos.En primer lugar, se sintetizaron Au NPs a partir de HAuCl4.3H2O por el método de Turkevich. Posteriormente, se realizó la modificación superficial con una capa de SiO2, utilizando tetraetil ortosilicato (TEOS) como precursor, y O-[2-(3-mercaptopropionilamino) etil]-O'-metil-poli(etilenglicol) (mPEG-SH) como agente compatibilizante.[2] Se emplearon cantidades crecientes de TEOS a fin de lograr distintos espesores de la capa de SiO2, entre 12 y 69 nm. Las NPs Au@SiO2 fueron caracterizadas mediante, DLS e imágenes de TEM, comprobando la obtención de NPs tipo núcleo-cáscara altamente monodispersas. Además los ensayos de espectrofotometría UV-Vis mostraron un desplazamiento del LSPR de 518 nm en Au NPs a 528 nm en Au@SiO2, independientemente del espesor final de SiO2.Por otra parte, a fin de estudiar el calentamiento por efecto foto-térmico, se irradiaron suspensiones coloidales de Au NPs y Au@SiO2 de distinto espesor de la cáscara de SiO2, de concentración aproximada 90 ppm de Au, contenidas en una cubeta de cuarzo. Las mismas fueron irradiadas durante 6 minutos empleando un láser de 532 nm, 1000 mW con control del foco y tamaño del spot (SDL-532-1000T Shanghai Dream Lasers Technology Co. Ltd.). La temperatura interna durante la irradiación se registró en función del tiempo mediante una termocupla sumergida en la suspensión. Además, cada 30 segundos se capturó una imagen del perfil térmico de la cubeta utilizando una cámara termográfica, tanto durante la irradiación como en el enfriamiento posterior. En las condiciones evaluadas, las suspensiones de Au NPs y de Au@ SiO2 de distintos espesores, permitieron transformar energía luminosa del láser en calor. En todos los casos, la temperatura máxima alcanzada por efecto foto-térmico no fue inferior a 36-37ºC, ni superior a 43-45ºC. Es decir que, el espesor de la cascara de SiO2 no afecta a las propiedades de LSPR de Au NPs y que la temperatura alcanzada por estos nanosistemas permitirían aplicarlos en foto-terapia.