Desarrollo de un nuevo nanocompósito biomimético, CuPPIX@MNPs, para la extracción en fase sólida de biomolécula

SOTO, S; CROS, BD; ÁVILA, SOFÍA; LEZCANO, GV; DABAS, P; CARBALLO, R; VIZIOLI, NM

Corrientes

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

La preparación de la muestra es una etapa fundamental de cualquier determinación analítica, y en particular, la extracciónen fase sólida (SPE) es un procedimiento clásico, especialmente usado para separar los analitos en matricescomplejas, para su posterior análisis químico. El enriquecimiento del analito y la recuperación del mismo en su totalidadhan motivado el estudio, diseño y desarrollo de la extracción magnética en fase sólida (MSPE) empleando nanomaterialesque permitan la extracción y preconcentración de compuestos de interés aplicando un campo magnético externo1.En el diseño de nanocompuestos magnéticos eficientes, las porfirinas libres de metales se han utilizado como recubrimientoorgánico de nanomateriales, pero hasta el momento no se han presentado polímeros de metaloporfirinaspara recubrir la superficie de nanopartículas de Fe3O4En este trabajo se presenta un nuevo nanocompósito, CuPPIX@MNPs, que combina las características únicas del polímerode Cu(II) protoporfirina IX dimetiléster (CuPPIX) con las propiedades de las nanopartículas magnéticas de Fe3O4 (MNPs),generando una nanoestructura biomimética Fe-Cu similar a las hemo-proteínas3. El nanocompósito, CuPPIX@MNPs,se obtuvo a partir de la electropolimerización de CuPPIX sobre partículas de Fe3O4 en medio orgánico, lo cual evitó laoxidación y agregación de la magnetita, además de conferirle una particular funcionalidad hacia péptidos conteniendoresiduos de histidinas. CuPPIX@MNPs fue caracterizado mediante microscopia electrónica de barrido con análisis porenergía dispersiva de rayos X (SEM/EDX), microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía infrarroja portransformada de Fourier (FTIR) y medidas de saturación magnética (VSM). Este nanocompuesto mostró interesantespropiedades magnéticas (43 emu g-1 para CuPPIX@MNPs vs 74 emu g-1 para MNPs sin recubrimiento) que han sido investigadasjunto con los mecanismos involucrados en la adsorción selectiva de péptidos.Los estudios FTIR y VSM y los experimentos con neocuproína y angiotensina mostraron un comportamiento diferencialdel Cu (II) de la porfirina en el ambiente magnético. CuPPIX@MNPs y la electroforesis capilar (CE) combinadas seaplicaron a la extracción de angiotensina I, que se propuso como un péptido modelo debido a su relevancia biológica y asu secuencia de aminoácidos que incluye dos residuos de histidina. A pH 7, CuPPIX@MNPs mostró alta afinidad hacia laangiotensina con una adsorción del 90 % respecto del 49 % alcanzado para las MNPs sin recubrimiento. Se considerarondiferentes condiciones de adsorción y desorción (pH, fuerza iónica, ACN, EDTA, imidazol), y también se ajustaron losdatos experimentales a las isotermas de Langmuir y Freundlich. Los parámetros obtenidos de este ajuste fueron qm = 2,55 mg g-1 y b = 0,012 L mg-1 para el modelo de Langmuir (MNPs sin recubrimiento), y KF = 0,4105 mg g-1 y n = 2,09 parael modelo de Freundlich (CuPPIX@MNPs). Esto muestra que CuPPIX@MNPs presenta una superficie de adsorción heterogéneacon diferentes sitios de adsorción, y el exponente de Freundlich (n) mayor a 1 sugiere una fuerte interacción deadsorción entre la angiotensina y el nanomaterial biomimético magnético4.Finalmente, en este trabajo se propone que las interacciones entre el metal, la estructura porfirinica y el centro de lamagnetita inducen cambios en el estado conformacional del cobre que le confieren al nuevo nanomaterial una altaselectividad hacia los residuos de histidina. De esta manera, demostramos que la combinación de las característicasintrínsecas de las MNPs y sus interacciones con la metaloprotoporfirina IX dimetiléster puede proponerse como unaestrategia muy útil para el diseño de MSPE eficientes, siendo CuPPIX@MNPs el primer sorbente biomimético magnéticodescrito con aplicación para péptidos.