Funcionalización de nanopartículas de oro para su aplicación en sistemas de biodetección

Resumo

El trabajo desarrollado en esta tesis doctoral se ha basado en la preparación de superficies biofuncionales que permitan alcanzar limites de detección muy bajos en distintos tipos de sensores. Se busca la detección especifica directa, de diversos analitos de interés biológico, en muestras clínicas, en tiempos muy cortos y con gran sensibilidad, sin necesidad de marcadores, mediante el uso de nanopartículas magnéticas, y nanopartículas de oro; así como el estudio del empleo de distintos tipos de sistemas de transducción, para mejora en la sensibilidad del biosensor. El trabajo realizado se ha centrado funcionalización de distintos tipos de nanopartículas con anticuerpos, para su posterior utilización en sistemas de detección de diversos analitos. Estos sistemas se basan en la formación de estructuras tipo ¿sándwich¿ tras el reconocimiento del analito por parte de los inmunoconjugados nanopartícula-anticuerpo preparados. Se ha llevado a cabo la funcionalización con anticuerpos de nanopartículas magnéticas, que permitan ser utilizadas como sistema de detección y extracción de un analito en una muestra compleja, así como un adecuado bloqueo de su superficie de manera que no haya interacciones con otras proteínas o moléculas y la superficie de la nanopartícula. El otro inmunocomplejo preparado se trata de nanoparticulas de oro funcionalizadas con un número controlado de moléculas de anticuerpo, de modo que servirá como etiqueta molecular para la transducción de la señal, aprovechando las propiedades físicas y químicas características que posee ese nanomaterial. Con la preparación de estructuras tipo ¿sándwich¿ entre nanopartículas magnéticas funcionalizadas con anticuerpos y nanoparticulas de oro conjugadas con anticuerpo, se llevará a cabo la detección ex-situ del analito. Este tipo de estructuras permitirá el reconocimiento del antígeno de forma selectiva en muestras complejas, permitiendo así su concentración y filtrado de una manera sencilla, para su posterior detección en el dispositivo sensor, eliminado así cualquier posible adsorción inespecífica en la superficie sensora que pueda interferir en la señal. Finalmente estos nanomateriales, funcionalizados con anticuerpos, serán aplicados, tras reconocer el analito deseado, en sistemas de detección basados en dos sistemas de transducción diferente, uno de transducción óptica y otro de transducción piezoresistiva (microbalanza de cuarzo QCM y microcantilevers). Se va poner en marcha un sistema experimental de detección piezoeléctrica, basado en una microbalanza de cuarzo (QCM). Y se comparará la sensibilidad obtenida así como las características del biosensor y condiciones del ensayo con otro sistema de detección piezoélectrica más sensible como son los microcantilevers ó micropalancas. Los sistemas de transducción piezoeléctricos miden cambios directos de masa inducidos por la interacción del analito con el elemento de reconocimiento, a través de la medida de la variación de la frecuencia de oscilación. Esta frecuencia viene determinada por la masa del sensor, y cambia cuando se produce la interacción entre el elemento de reconocimiento y el analito, dando lugar a una variación en la frecuencia de oscilación. También se evaluará el uso de estos sistemas tipo sándwich para la detección a través de un biosensor colorimétrico, aprovechando las propiedades ópticas que ofrecen las nanopartículas de oro.