Caracterización in situ de la termo-respuesta de nanohíbridos plasmónicos

M. JAZMÍN PENELAS; CINTIA B. CONTRERAS; PAULA C. ANGELOMÉ; ALEJANDRO WOLOSIUK; GALO J. A. A. SOLER-ILLIA; OMAR AZZARONI

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.[2] Este trabajo se enfoca en la evaluación de la termo-respuesta en suspensiones coloidales de nanosistemas híbridos complejos (Au@SiO2)-g-PNIPAm, calentados por efecto foto-térmico, con la perspectiva de aplicarlos como nanotransportadores de fármacos.En primer lugar, se sintetizaron Au@SiO2 NPs partiendo de Au NPs, obtenidas por el método de Turkevich, y tetraetil ortosilicato (TEOS) como precursor de la cáscara de SiO2, usando polivinilpirrolidona (PVP 10 kDa) como agente compatibilizante.[3] Luego, se llevó a cabo el injerto del polímero termo-responsivo, poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAm) mediante fotopolimerización, previa funcionalización de las Au@SiO2 con viniltrietoxisilano (VTES) como sitio de anclaje superficial. El éxito en la preparación de los nanosistemas híbridos plasmónicos fue comprobado mediante imágenes de TEM, FTIR, UV-Vis y TGA.Por su parte, el calentamiento por efecto foto-térmico fue evaluado sobre suspensiones coloidales acuosas de Au y (Au@SiO2)-g-PNIPAm NPs, las que fueron irradiadas empleando un LED verde (530 nm) de 5000 mW provisto de una lente de 60º. Inicialmente, con el fin de obtener el calentamiento máximo por efecto foto-térmico, se determinó el tiempo de irradiación usando 3 mL de una suspensión de Au NPs de concentración 0.5 mM, encontrándose un ΔT ≈ 6ºC a los 10 minutos. Bajo las mismas condiciones de irradiación no se observó calentamiento sobre un blanco de agua destilada. Una vez seleccionadas las condiciones adecuadas para producir el calentamiento máximo, se acopló el LED a un equipo de dispersión de luz dinámica para evaluar el cambio en el diámetro hidrodinámico (Dh) de los nanosistemas (Au@SiO2)-g-PNIPAm antes y después de su irradiación. Se observó una disminución en el Dh de los nanosistemas luego de su irradiación, lo que se correlaciona con el colapso de las cadenas de PNIPAm al sobrepasar su LCST. En contraposición, el Dh del sistema de Au@SiO2 no presentó variación bajo las mismas condiciones de análisis. Se comprobó que el calor generado por efecto foto-térmico, debido a la presencia del núcleo plasmónico, pudo ser transferido al medio circundante, generando una respuesta en la capa polimérica de las (Au@SiO2)-g-PNIPAm NPs al ser irriadiadas con un LED de 530 nm. Estos nanosistemas híbridos complejos poseen potencial aplicación en foto-terapia.