Funcionalización de nanopartículas de Ag con bajas concentraciones de proteína; IL-1β y su detección con SERS

Abstract

Las citocinas son proteínas que juegan papeles muy importantes en el desarrollo, función y control de las células del sistema inmune, así como en muchos otros sistemas. En la actualidad se realizan estudios para determinar las concentraciones séricas de citocinas como; HSA e IL-1, en pacientes con enfermedades autoinmunes, por medio de ensayos como ELISA, Western blot, entre otros. De acuerdo con Muhammet Aydin se han desarrollado sistemas como biosensores para la detección a bajas concentraciones de la IL1β, los cuales tienen límites de detección de 0.3 pg/mL, 21 pg/mL, 0.38 pg/mL, 9.3 fg/mL, en donde hacen uso de sistemas de anclaje nanoestructurados para la funcionalización y detección de la IL-1β. Motivados por estos informes previos, se decidió examinar los espectros de SERS de IL-1β, proporcionando una forma alternativa de llevar la interleucina 1β al SERS. En este estudio, se evaluó la viabilidad del uso de la espectroscopia Raman SERS como un método para la detección de la interleucina 1β a bajas concentraciones funcionalizadas con nanopartículas (NP’s) de plata (Ag) sintetizadas por un método sencillo de reducción química usando ácido gálico como reductor y estabilizador. Por su parte los procesos de simulación de nanopartículas de Ag se considera una útil herramienta auxiliar para el desarrollo de una investigación experimental de calidad, evitando costos en tiempo y recursos, al conocer el efecto de la morfología y el tamaño en el plasmón superficial de nanopartículas metálicas. Para esto se optimizó el método de síntesis de nanopartículas de Ag reducidas y estabilizadas con ácido gálico, obteniendo NP´s monodispersas de 7, 24 y 83 nm de diámetro y estables en medios acuosos. Asimismo, se estudió la funcionalización de HSA sobre la superficie de las AgNP´s, encontrándose que las mismas se adsorben sobre dichas superficies como resultado de la interacción entre los grupos carboxilos de la superficie de la NP´s y los grupos aminos de las cadenas peptídicas de la proteína HSA, mediante el análisis obtenido en FT-IR se observó el corrimiento en las bandas de vibración de los enlaces covalentes tipo amida en los espectros tomados de las muestras AgNP´s-Ácido Gálico (ÁG) + HSA. Por medio de espectroscopia de absorbancia Óptica, se observó el cambio del plasmón superficial de las nanopartículas de Ag, después de la funcionalización en presencia de HSA. La prueba SERS para la proteína HSA mostró una adecuada amplificación para la concentración de 0.2 mg/mL, lo que nos garantiza que la síntesis propuesta puede ser aplicada para la detección de bajas concentraciones de la interleucina 1β. De acuerdo con los resultados obtenidos después de la asignación de los picos característicos de la citocina analizada, la concentración mínima que se logró detectar en SERS para la molécula propuesta, fue de 6.8 pg/mL, obteniendo así un factor de amplificación de 105 . Los resultados obtenidos sugieren que la síntesis de nanopartículas de Ag propuesta para este trabajo puede ser aplicada para amplificación de proteínas mediante SERS a bajas concentraciones.