Nestor S. Cajigas a, Daniel Alzate a, Jahir Orozco a*. a Max Planck Tandem Gruop in Nanobioengineering, Universidad de Antioquia, Complejo Ruta N, Calle 67 # 52-20, Mede- llín, 050010, Colombia
*Autor de correspondencia: [email protected] Palabras Claves: Nanopartículas; nano-bioconjugados; amplificación, biosensado.
La mayoría de los ensayos clínicos para la detección de biomarcadores asociados a patologías son costosos, tardan mucho tiempo y están limitados por los bajos niveles de concentraciones presentes en muestras biológicas. El desarrollo de nuevas plataformas que permitan la detección de biomarca-
dores específicos, a bajos niveles de concentración, es altamente necesario. Los nanomateriales han
emergido como herramientas prometedoras en el campo de la biomedicina debido a sus propiedades mejoradas con respecto a los materiales a gran escala. Los nanomateriales funcionalizados con bio- moléculas dan como resultado nanobioconjugados, con un gran potencial en aplicaciones biomédi- cas. Este trabajo da cuenta del desarrollo de nanobioconjugados basados en cadenas simples de ADN
dispuestas racionalmente sobre la superficie de nanopartículas de oro (NPsO), para la amplificación
de señales de eventos de bio-reconocimiento mediante detección electroquímica.
Las NPsO se sintetizaron a partir de un precursor de oro mediante un método de reducción pre- viamente reportado. Los nanobioconjugados se obtuvieron mediante funcionalización de las NPsO con hebras de ADN tioladas. La monocapa de hebras de ADN resultante que recubre las NPsO es mixta; es decir, una hebra de ADN es complementaria al blanco molecular (sonda de señal) y la otra hebra, terminada en biotina o digoxigenina (sonda espaciadora), sirve como punto de anclaje de un
complejo reportero basado en enzimas. Se estudió el efecto del pH, la fuerza iónica y la temperatura
de hibridación en la estabilidad de los nanobioconjugados. Utilizando nanopartículas magnéticas
recubiertas con estreptavidina y decoradas con una sonda específica de captura se establecieron las
mejores condiciones experimentales de los ensayos. Se analizaron seis relaciones molares de sonda
de señal y sonda espaciadora mediante colorimetría con complejos tanto de estreptavidina-HRP como de digoxigenina-HRP. Cuando los resultados colorimétricos se trasladaron al formato electroquímico, se usaron electrodos de carbón serigrafiados que se decoraron con nanoestructuras jerárquicas de oro
para anclar sondas de captura tioladas. Se optimizó la concentración de sal de oro, sonda de captura, agente espaciador y complejo electroactivo de Ru (III) para la transducción de las señales. Las múl- tiples hebras de señal y espaciadoras que forman parte del nanobioconjugado, son múltiples sitios disponibles para interactuar con el complejo reportero, dando como resultado un aumento dramático de la señal electroquímica. La respuesta del genosensor resultante fue de 10 fM a 10 pM, lo que de-
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Revista de Investigaciones - Universidad del Quindío
CHEMICAL AND MORPHOLOGICAL ANALYSIS OF RGO/ZNO COM-
POSITES OBTAINED BY MICROWAVE-ASSISTED HYDROTHERMAL
METHOD
Aura S. Merlano a*, Rafael Cabanzo b, Lina M. Hoyos c, Enrique Mejía b, Freddy R. Pérez a, Ángel R. Salazar a
a Grupo de Óptica y Espectroscopía (GOE), Centro de Ciencia Básica, Universidad Pontificia Bolivariana, Medellín, Colombia. b Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular, Escuela de Química, Universidad Industrial de Santander, Buca-
ramanga, Colombia. c Grupo de Biología de Sistemas, Línea de Nanosistemas, Escuela de Ciencias de la Salud, Universidad Pontificia Boli- variana, Medellín, Colombia. * Corresponding author: [email protected] Keywords: Graphene oxide; ZnO; composites; microwave irradiation; hydrothermal method. A chemical synthesis route for facile, fast and economical production of reduced graphene oxide/ zinc oxide composites (rGO/ZnO) via a microwave-assisted hydrothermal method is presented. In this in-situ technique, the reduction of graphene oxide (GO) and formation of ZnO structures oc-
cur simultaneously resulting in a high synthesis efficiency of rGO/ZnO composites. First, the GO
was prepared by the Tour method and then, ZnO structures were anchored on the GO surface by a microwave-assisted hydrothermal method. For a particular concentration (124 mM) of zinc acetate
2-hydrate (Zn(CH3COO)2.2H2O) different microwave irradiation times of the order of seconds were tested in order to select the more adequate time. Furthermore, with the selected irradiation time (40 s), different concentrations (31, 62 and 124 mM) were then considered to evaluate chemical and morphological properties of the obtained composites. For their characterizations SEM, EDS, FTIR, Raman spectroscopy and XRD were employed.
For the different precursor concentrations, SEM micrographs confirmed that, effectively, ZnO structures were anchored on GO sheets. EDS analysis confirmed that the samples contained carbon,
zinc, oxygen and potassium. The FTIR spectrum of GO showed the presence of oxygen with intense
peaks corresponding to the functional groups O-H, C=O, C=C and C-O. The peak intensities of O-H and epoxy groups were dramatically decreased in the spectra of final composites indicating the re- duction of GO. All samples of rGO/ZnO showed an intense peak at about 430 cm-1 corresponding to Zn-O stretching vibration. These results and XRD analysis confirmed that the ZnO structures were
successfully deposited on the surface of rGO sheets. Raman spectroscopy allowed, apart from also
confirming the formation on the hybrid structure, estimating the amount of defects or disorder in the rGO/ZnO composites. Experimental results confirm that the proposed synthesis route for the fabrica-
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