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Publication Open Access Análisis del efecto del pH y la concentración en un nanomaterial carbonoso para su potencial uso como biosensor(Universidad EIA, 2021) Villa Carmona, Valentina; Jaramillo Grajales, Marisol; Barrientos Urdinola, KaoryRESUMEN: Los nanomateriales carbonosos han sido objeto de estudio y han despertado gran interés en los últimos años, debido a que poseen propiedades como fluorescencia, biocompatibilidad y baja toxicidad, que les permite ser potencialmente útiles para el desarrollo de bioimágenes, liberación controlada de fármacos y biosensores (S. Zhang et al., 2019). Para el diseño de biosensores, la fluorescencia es uno de los métodos de detección más sensibles y con respuesta más rápida, es por esto, que surgió un proyecto para desarrollar un inmunosensor basado en nanomateriales carbonosos en la línea de investigación tecnologías para la obtención y detección de biomarcadores de la universidad EIA con la Universidad de Swansea. Para ello también surgió la necesidad de evaluar el efecto del pH y la concentración y como estas características podrían influir en el tamaño, fluorescencia, composición y estabilidad de los nanomateriales carbonosos y a su vez en el proceso para ser potencialmente utilizados en una aplicación como biosensor. Para esto, se caracterizaron los nanomateriales carbonosos proporcionados por el convenio del proyecto de la línea de investigación por FTIR, espectroscopia de fluorescencia, DLS y potencial Z, esto con el fin de conocer los grupos funcionales expuestos en la superficie, la intensidad de fluorescencia, el tamaño y la estabilidad, respectivamente y se procedió a elegir al nanomaterial Picea como el nanomaterial con propiedades más acordes para una posible aplicación en un biosensor, luego de esto, por medio de una revisión sistemática se evaluó el efecto del pH y la concentración en las propiedades de los nanomateriales carbonosos y se pudo concluir que el pH tiene efecto en la intensidad de fluorescencia, en los grupos de superficie y en la estabilidad, por otro lado, la concentración tiene efecto en la intensidad de fluorescencia, tamaño y estabilidad, sin embargo, lo más común es evaluar el efecto de ello en la intensidad de fluorescencia. Se seleccionó como pH optimo 8 debido a que en la literatura en un rango de 4 a 8 se obtiene una intensidad de fluorescencia relativamente constante, obteniendo para pH 8 en muchos artículos, la mayor intensidad de fluorescencia. La concentración varía debido a las características de los nanomateriales carbonosos sintetizados en cada trabajo, pero el rango encontrado en la revisión sistemática es de 5 – 6.4 mg/ml aproximadamente, a concentraciones muy altas los nanomateriales carbonosos tienden a agregarse, a aumentar su tamaño, y hay una disminución en la fluorescencia. A pesar de ello, también se concluyó que no hay muchos artículos que evalúen el efecto del pH y la concentración, incluso, hay muchos menos estudios para este último.Publication Open Access Caracterización de cristales piezoeléctricos biofuncionalizados para la detección de una biomolécula modelo(Universidad EIA, 2015) Barrientos Urdinola, Kaory; Jaramillo Grajales, MarisolLos inmunosensores piezoeléctricos son dispositivos que detectan la unión entre las moléculas de antígeno y anticuerpo por medio de cambios de masa en la superficie del transductor, la cual corresponde con cambios en la frecuencia de resonancia del cristal piezoeléctrico modificando la señal de sensado en una forma medible y cuantificable. Estos dispositivos constan de dos partes fundamentales: la interfase biológica, la cual permite la inmovilización de la biomolécula de interés, fundamental para alcanzar la especificidad del evento biológico a detectar y un sistema de transducción que permite sensar, medir y cuantificar los pequeños cambios de masa ocurridos en la superficie del inmunosensor por la unión específica entre el antígeno y anticuerpo. La selección de la metodología para la funcionalización y la caracterización de la superficie bioactiva constituyen procesos esenciales para garantizar la adecuada construcción de la interfase biológica y por lo tanto contribuir en el desarrollo de un biosensor óptimo que cumpla con los parámetros de especificidad, sensibilidad y reusabilidad requeridas. En la actualidad una de las técnicas de inmovilización más estudiadas y usadas para la funcionalización de sustratos de oro es la técnica de monocapas autoensambladas (SAM), por permitir la modificación de estos sustratos mediante monocapas de moléculas inmovilizadas con buenas características de homogeneidad, densidad y orientación; lo cual permite un buen desempeño del método. Sin embargo, variables como homogeneidad y rugosidad afectan la formación de estas monocapas y deben ser controladas y caracterizadas para cada aplicación específica. En el presente trabajo se describe el protocolo propuesto para la construcción y caracterización de la interfase biológica de un inmunosensor piezoeléctrico para la detección de la proteína albumina sérica bovina (BSA), como modelo inicial para la detección de biomarcadores de interés utilizando este biosensor. Se usó la técnica de monocapas autoensambladas mixtas (MSAM) formadas a partir de 11 mercapto-1-undecanol (MUA) y ácido 16-mercaptohexadecanoico (MHDA), en una proporción 50:1 respectivamente, para modificar la superficie del electrodo de oro de un cristal de cuarzo de 10 MHz. La caracterización de la superficie bioactiva se hizo mediante la técnica de Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) y Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) para conocer la topografía de la superficie y la composición química de la misma, y con esto confirmar las características de homogeneidad, rugosidad y altura de las moléculas de la monocapa obtenida y la presencia de la proteína inmovilizada. Adicionalmente se comparó si existía diferencia entre la metodología de inmovilización propuesta (MSAM) y la tomada de referencia (SAM simples) por medio de ensayos realizados con el biosensor piezoeléctrico (QCM) (March, Manclús, Jiménez, Arnau, & Montoya, 2009). Estos estudios permitieron determinar que, para obtener superficies bioactivas de BSA con las características superficiales y químicas antes mencionadas, la dupla de concentraciones adecuadas de MSAM y proteína es 50 µM y 200 µg/mL, respectivamente; lo que posibilitará la optimización de la técnica de inmovilización en el desarrollo de inmunosensores piezoeléctricos para la detección de biomarcadores, relacionado con un ahorro significativo de reactivos respecto al protocolo de referencia.Publication Open Access Desarrollo de biosensors para detección de biomarcadores(Fondo Editorial Universidad EIA, 2018-07) Jaramillo Grajales, Marisol; Londoño López, Marta E.; Et al; Fondo Editorial Universidad EIAEl desarrollo de biosensores es un ejemplo de iniciativa novedosa de alto impacto, por ser una propuesta alternativa para diagnóstico clínico, la detección de contaminantes ambientales o en proceso de calidad de la industria de alimentos de interés con alta especificidad y reproducibilidad. por tanto, el diseño y construcción de biosensores requiere de un trabajo interdisciplinario donde se integran conocimientos de química, biología e ingeniería para lograr dispositivos aptos para las aplicaciones deseadas. Los biosensores se están convirtiendo en una revolucionaria técnica que puede cambiar la historia de cómo diagnosticamos las enfermedades, con toda seguridad en los próximos años vamos a interactuar en nuestra vida cotidiana con este tipo de dispositivos, bien sea para diagnosticar alguna patología como para hacerle seguimiento a las enfermedades que padecemos; a lo largo de este libro se intentará acercar al público interesado a los biosensores a partir de la selección de la metodología para la funcionalización y la caracterización de la superficie bioactiva, que en el conjunto conducen a la construcción de la interfase biológica con las características de interés. Igualmente en este texto, se habla de la selección de transductor, lo cual es de gran importancia dado que le imprime la versatilidad al dispositivo, donde se habla de transductores electroquímicos que han sido los de uso tradicional, aunque existen otras alternativas como los transductores de onda acústica y los ópticos. Por último, se habla en este texto de la diversidad de biosensores que pueden llegarse a desarrollar, de acuerdo a la posibilidad de integrar tanto componentes orgánicos como inorgánicos, que posibilitan el uso de materiales alternativos como los hidrogeles, los cuales sirven para detectar cambios en el medio que los rodea y dan una respuesta rápida por medio de la modificación de alguna propiedad en su estructura, cuya aplicación resulta interesante para el área de la salud.Publication Open Access Evaluación de la viabilidad de un inmunoensayo de flujo lateral basado en nanomateriales carbonosos como sistema de detección(Universidad EIA, 2020) Molina Echavarría, David Andrés; Jaramillo Grajales, Marisol; Marín Muñoz, Paula AndreaRESUMEN: Los inmunoensayos de flujo lateral presentan ventajas importantes frente a otras pruebas de laboratorio debido a que son rápidos, de bajo costo y se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, se han tenido inconvenientes a la hora de acoplar ensayos cuantitativos debido a que su sensibilidad y rendimiento puede verse afectada por el tipo del reportero visual o etiqueta. Es por ello, que surge la necesidad de evaluar la viabilidad del desarrollo de un inmunoensayo de flujo lateral basado en nanomateriales carbonosos como un sistema de detección que permita la mejora en la sensibilidad y rendimiento de ensayos cuantitativos. En el presente trabajo, se seleccionó la estrategia de conjugación química mediada por la carbodiimida como la adecuada para llevar a cabo el proceso de conjugación entre los nanomateriales carbonosos y la proteína albumina sérica bovina (BSA), luego estos fueron inmovilizados sobre la región analítica del dispositivo mediante adsorción física pasiva en las membranas de nitrocelulosa y se realizaron pruebas de funcionamiento para evaluar la respuesta del sistema de detección frente a la presencia de la molécula anti-BSA. Finalmente, se determinó que es viable la implementación de este sistema de detección para su potencial aplicación como un inmunoensayo de flujo lateral, el cual es una plataforma novedosa de inmunodetección que permite plantear múltiples proyectos en diversas áreas de investigación, como análisis de muestras ambientales y biológicas debido a que se puede transferir fácilmente a otros analitos como biomarcadores proteicos clínicamente relevante. Además, esta plataforma basada en papel es fácil de usar, rentable y adecuada para aplicaciones de punto de atención y detección de múltiples analitos. Asimismo, existe la posibilidad de integrar los inmunoensayos de flujo lateral a los teléfonos inteligentes, lo que los convierte en dispositivos muy prometedores para la optimización y portabilidad. Además, estos sistemas como métodos de diagnóstico alternativo se pueden aplicar en áreas rurales y lugares de difícil acceso en Colombia, entre otros, en programas de detección de enfermedades como VIH, tuberculosis, enfermedades de transmisión sexual, SARS-CoV-2, entre otras.Publication Open Access Evaluación del efecto matriz sobre un inmunosensor basado en Carbon Dots para la detección de una molécula modelo(Universidad EIA, 2022) De los Reyes Diaz, Ivana Marcela; Jaramillo Grajales, Marisol; Barrientos Urdinola, KaoryRESUMEN: Los biosensores son dispositivos capaces de detectar uno analito de interés en muestras complejas. Estos presentas características que lo hace un excelente método de diagnóstico, ya que es capaz de dar una repuesta en tiempo real. En el proceso de desarrollo de los biosensores es ideal probarlos en matrices biológicas en su fase de validación, con la finalidad de verificar su funcionamiento, porque este podría presentar problemas cuando interaccione con la matriz biológica, ya que la señal transmitida por el biosensor al momento de reconocer el analito de interés es afectada por las moléculas, iones, sustancias endógenas y exógenas de la matriz, a este evento se le denomina efecto matriz y modifica la respuesta en tiempo real del biosensor. Este trabajo se comprobó el efecto matriz que se presenta cuando inmunosensor óptico basado en carbon dots interacciona con la matriz de esputo simulada y su repuesta se comparó con los datos obtenidos en condiciones controladas, Se obtuvo que, a mayores concentraciones de esputo el inmunosensor óptico disminuía su intensidad de fluorescencia.Publication Open Access Evaluación del fenómeno de fluorescencia asociado a la interacción de nanoestructuras de carbono con inmunoreactivos(Universidad EIA, 2020) Moncada Barrera, Manuel Santiago; Jaramillo Grajales, Marisol; Marín Muñoz, Paula AndreaRESUMEN: El diagnóstico rápido de una enfermedad es considerado factor un clave en la supervivencia y la calidad de vida del paciente, debido a esto en los últimos 5 años se han venido desarrollando numerosas técnicas de diagnóstico rápidas, específicas y sensibles. Tal es el caso de los inmunosensores, descritos como un dispositivo analítico que consiste en un componente biológico, generalmente un anticuerpo o antígeno, en contacto directo con un transductor físico que transforma la señal generada por el componente biológico en una señal medible; asimismo, en el continuo intento por mejorar la calidad analítica, la sensibilidad y la especificidad de las técnicas de diagnóstico se han propuesto inmunosensores basados en puntos cuánticos o nanoestructuras de carbono por sus características de fluorescencia promisorias. En el presente trabajo de grado, se evaluó el fenómeno de fluorescencia de las nanoestructuras de carbono conjugadas con albúmina de suero bovino (BSA) mediante la extinción de fluorescencia con óxido de grafeno (GO) y la recuperación de fluorescencia con anti-BSA, como punto de partida para su potencial aplicación como biosensores en la línea de investigación de ‘Tecnologías para la obtención y detección de biomarcadores’ de la Universidad EIA. Los resultados obtenidos demostraron que una concentración de 25 ppm de GO es capaz de extinguir en un 45 % la fluorescencia de nanoestructuras de carbono conjugadas con BSA a 125 ppm, además, también se encontró que la anti-BSA a una concentración de 0.5 μg/mL es capaz de recuperar la fluorescencia de la muestra anterior en un 22 %. Además, se encontró que las nanoestructuras de carbono con que se desarrolló el presente trabajo de grado clasifican como puntos de carbono.Publication Open Access Inmovilización de sondas de ADN como bioreceptor de un genosensor piezoeléctrico y su evaluación mediante técnicas de caracterización para superficies(Universidad EIA, 2017) Galvis Escobar, Sara; Jaramillo Grajales, MarisolLa detección de ADN como metodología de diagnóstico en pacientes y de evaluación de indicadores de calidad de productos o condiciones ambientales, ha surgido como una alternativa de interés en los últimos años, esto por sus muchas ventajas como rapidez, múltiples aplicaciones y sencillez de los ensayos. Los biosensores son un ejemplo de tecnología novedosa para detección de ADN, una tecnología rápida, sencilla y precisa que permiten la detección de diferentes moléculas y por diferentes sistemas de transducción, variables que los distribuyen en diferentes categorías. Por esto, un biosensor que detecte la hibridación de cadenas complementarias de ADN, se llama un genosensor y si este utiliza los cambios de frecuencia por alteraciones másicas en cristales piezoeléctricos o micro balanzas de cuarzo como sistema de transducción, entonces se clasifica como un genosensor piezoeléctrico. Una de las partes más importantes de estos genosensores es la superficie, dado que allí es donde se encontrarán las moléculas inmovilizadas, entre ellas el bioreceptor, de las cuales dependerán las señalas producidas y que podrán ser analizadas. La caracterización de estas superficies por medio de diferentes metodologías, posee entonces una importancia alta para el mejor entendimiento, optimización y resultados de estas tecnologías. En el presente trabajo se realizó una revisión bibliográfica de las diferentes metodologías de caracterización de superficies metálicas y que estuvieran disponibles, para el conocimiento de su funcionamiento y potencial aplicación para caracterización de superficies inmovilizadas con ADN. También se inmovilizaron sondas de ADN de cadena sencilla sobre electrodos de oro de cristales de cuarzo de 10 MHz. Para este proceso se comenzó con la conjugación química del ADN y su posterior separación por precipitación, etapa necesaria para formar un enlace fosforamidita que permita la inmovilización de la sonda. La metodología aplicada en el proceso de inmovilización de sondas de ADN fue la formación de monocapas autoensambladas mixtas (MSAM), inmovilizando diferentes concentraciones de ADN en solución: 40, 20, 10, 7.5, 5, 2.5, 1.2, 0.625, 0.3125, 0.15625 y 0.02604 µM. Estas superficies funcionalizadas fueron caracterizadas por medio de Espectroscopia infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR), se analizaron las bandas de interés (SAM, activación y ADN) y se realizó una curva de calibración, la cual tuvo un coeficiente de correlación R2=0,98989 y presentó limites inferiores y superiores de 40 y 0.02604 uM respectivamente.Publication Metadata only Inmovilización de sondas de ADN para un genosensor piezoeléctrico de alta frecuencia(Universidad EIA, 2016) Ortiz Monsalve, Camilo; Jaramillo Grajales, MarisolEn la actualidad la detección y análisis del ADN han tenido un particular interés, no sólo por su gran importancia en investigación sino también por la gran cantidad de aplicaciones. En respuesta a la necesidad de nuevas tecnologías de detección rápidas y sencillas surgen los biosensores. Estos pueden clasificarse según su sistema de transducción o según el evento biológico que detecten. Específicamente se le denomina genosensor a aquel dispositivo con capacidad de detectar la hibridación entre cadenas complementarias de ADN. Un genosensor piezoeléctrico es un dispositivo con capacidad de detectar la hibridación de las cadenas complementarias de ADN detectando los cambios de masa utilizando un cristal piezoeléctrico. Los cristales piezoeléctricos dan lugar a las microbalanzas de cristal de cuarzo (QCM) y es sobre este sistema transductor donde se realiza la inmovilización del biorreceptor, proceso fundamental en el desarrollo de este tipo de dispositivos. En la actualidad es posible trabajar con microbalanzas de cristal cuarzo de alta frecuencia (HFF-QCM), las cuales presentan una mayor sensibilidad que las QCM convencionales. En el presente trabajo se inmovilizaron sondas de ADN de cadena sencilla para un genosensor piezoeléctrico de alta frecuencia; se comenzó por la conjugación química del ADN mediante la adición de un grupo amino en su extremo 5’ formando un enlace fosforamidita. Este proceso incluye una etapa posterior de separación por precipitación con alcoholes. La conjugación química se evaluó inmovilizando ADN sobre cristales de 10 y 100 MHz. Este proceso de inmovilización inició con la de formación de la SAM utilizando alcanotioles, con ácidos carboxílicos como grupo funcional, seguido por la activación de los mismos mediante solución de EDC y NHS. Para los dos tipos de cristales se inmovilizó en primer lugar una molécula modelo (BSA) seguido por la inmovilización de ADN. En los cristales de 10 MHz la inmovilización se caracterizó utilizando FTIR, y en los de 100 MHz se evaluó la respuesta del biosensor en tiempo real, incluyendo la variaciones en la concentración de ADN conjugado. Posteriormente se evaluó la hibridación entre las cadenas complementarias de ADN en diferentes buffer y temperaturas, utilizando espectroscopia UV. También se analizó la respuesta del biosensor ante la hibridación. Los resultados obtenidos mediante espectroscopia ultravioleta mostraron un porcentaje de recuperación del ADN cercano al 80% con un alto grado de pureza. Adicionalmente los espectros obtenidos de los cristales de 10 MHz evidenciaron la inmovilización BSA y ADN respectivamente. En los cristales de 100 MHz el proceso de inmovilización mostró una disminución en la fase para ambas biomoléculas, que confirma la formación del enlace covalente entre la SAM activada y el analito. El análisis en el biosensor permitió establecer que la concentración de ADN a inmovilizar es 1 µM. Adicionalmente, se concluyó que la condición a utilizar para la hibridación es el buffer TB a 25 °C. Finalmente, la inyección de la cadena de ADN complementaria mostró disminución en la fase, que indica que la hibridación se dio satisfactoriamente.Item Open Access Método alternativo no invasivo para la estimación del grupo sanguíneo A+ y O+(Universidad EIA, 2023) Soto Ortiz, Yulieth Paola; Yépez Miranda, María Alejandra; Torres Villa, Robinson Alberto; Jaramillo Grajales, MarisolRESUMEN: determinar el grupo sanguíneo de una persona, previamente a procedimientos como transfusiones sanguíneas y trasplantes de órganos, es fundamental para evitar reacciones hemolíticas asociadas a la incompatibilidad. En la actualidad, el método convencional para la detección es la hemoaglutinación que se realiza a partir de la combinación de una muestra sanguínea con anticuerpos monoclonales. A pesar de ser el más utilizado, este método presenta algunas desventajas como: al ser netamente visual, se pueden asociar errores humanos en la interpretación o transcripción de los resultados; se realiza estrictamente por personal calificado, y pueden llegar a presentarse eventos adversos inherentes a éste. En ese sentido, es preciso disponer de métodos alternativos automatizados, que permitan reducir estos errores y realizar la tipificación de forma rápida, especialmente para aquellos pacientes urgentes, en estado crítico, que se encuentren en cualquier servicio del ámbito hospitalario o prehospitalario, y requieran una transfusión sanguínea pronta. Adicionalmente, con la propuesta de este método alternativo se pretende generar impacto a nivel social, científico e investigativo en el sector de la medicina implementando metodologías innovadoras, que sin duda alguna traerán progreso y beneficio a la población colombiana. Para el desarrollo del proyecto, se realizó una revisión de la literatura científica con el objetivo de identificar las características ópticas propias de los antígenos y anticuerpos implicados en la tipificación sanguínea. Seguidamente, se evaluaron en el laboratorio dichas propiedades con el fin de determinar cuál podía constituirse como principio de funcionamiento de un posible dispositivo no invasivo de tipificación sanguínea. A partir de esto, se escogieron la absorbancia y la frecuencia como variables de interés y, empleando componentes electrónicos, se realizó el diseño de un circuito que permitía asociar un voltaje a lecturas realizadas en muestras sanguíneas obtenidas de la comunidad EIA con grupos A+ y O+. De esta forma, una vez obtenidos los datos de voltajes para ambos grupos sanguíneos, se analizó el funcionamiento del método propuesto empleando estadística clásica, con el propósito de asociar un rango específico de voltaje a cada grupo. Sin embargo, se encontró que no había soporte estadístico para afirmar que los datos presentaban diferencias significativas entre sí. Por lo que, bajo la premisa de separar los datos, se emplearon técnicas de Machine Learning en aprendizaje supervisado utilizando el software de MATLAB, dando como resultado el diseño de dos modelos de inteligencia artificial que permiten la clasificación de los grupos sanguíneos, con una exactitud del 60 y 80 %. Finalmente, teniendo en cuenta lo encontrado durante el desarrollo de la investigación, se identificaron y plantearon algunos de los requerimientos que debería cumplir un posible dispositivo de tipificación sanguínea que sea no invasivo y que funcione bajo los parámetros del método propuesto.Publication Open Access Síntesis y caracterización de carbon-dots a partir de una fuente renovable(Universidad EIA, 2021) Ríos Quintero, Carlos Daniel; Jaramillo Grajales, Marisol; Arango Velásquez, Juan PabloRESUMEN: Los Carbon-Dots (C-Dots) son nanopartículas fluorescentes que están formadas mayoritariamente por elementos de carbono, su atractivo se encuentra en propiedades como su fluorescencia, biocompatibilidad y bajo costo de obtención, esta última es gracias al aprovechamiento de productos de desecho o materia orgánica de origen vegetal (biochar). Este trabajo de grado tiene como objetivo obtener C-Dots a partir de biochar de Elaeis guineensis (palma africana de aceite) por medio de síntesis verde para su potencial uso; para esto se llevaron a cabo diferentes métodos de producción de materiales nanométricos y se evaluó el efecto tanto de la naturaleza del precursor de carbono, como las variaciones de tiempo de carbonización y método utilizado para la síntesis (horno, autoclave y microondas), en las propiedades finales de los C-Dots. Además de esto, se compararon los resultados alcanzados con otro tipo de C-Dots altamente estudiados y estandarizados como los obtenidos a partir de ácido cítrico y se evaluó el impacto de un precursor de nitrógeno en las propiedades ópticas de estos últimos, utilizando técnicas de caracterización como la espectrofotometría de fluorescencia, que mide su intensidad y emisión de luz; potencial ζ, para la estabilidad coloidal; dispersión de luz dinámica, para el tamaño de las partículas y espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier para conocer los grupos funcionales en su superficie. También, a través de una revisión sistemática de la literatura se buscó analizar la importancia de los C-Dots en las últimas décadas, encontrando gran cantidad de aplicaciones en distintas áreas que no son solo científicas sino también prácticas como partes de dispositivos emisores de luz (LEDs), debido a la versatilidad que este tipo de tecnología posee. Cabe señalar, que los C-Dots obtenidos pueden ser potencialmente utilizados en aplicaciones como diagnóstico y tratamientos de enfermedades como el cáncer, tratamiento de aguas residuales e incluso fabricación de componentes electrónicos, debido a la semejanza de las propiedades obtenidas con los requerimientos de cada aplicaciónItem Open Access Tira reactiva basada en nanopartículas de carbono (CNPs) para la detección de una biomolécula modelo(Universidad EIA, 2023) Moncada Barrera, Manuel Santiago; Jaramillo Grajales, Marisol; Cano Quintero, Juan BernardoRESUMEN: en el continuo intento porque las tiras reactivas sean un método cuantitativo, y teniendo en cuenta que la sensibilidad y rendimiento del dispositivo puede verse afectada por el reportero visual o etiqueta que se utiliza, se han propuesto tiras reactivas basadas en nanopartículas de carbono (CNPs). Lo anterior, debido a que frente a las etiquetas clásicas utilizadas como las nanopartículas de oro (AuNPs), enzimas y nanopartículas magnéticas, entre otras, las CNPs poseen características de baja toxicidad, mayor facilidad de síntesis, exposición de grupos funcionales en su superficie sin ningún pretratamiento y excelentes propiedades fluorescentes, pudiendo mejorar en gran medida la sensibilidad analítica de las tiras reactivas y ofreciendo mayores ventajas. Por tanto, en este trabajo se sintetizaron CNPs a partir de ácido cítrico (AC) y etilendiamina (EDA) usando una metodología de síntesis asistida por microondas; lo anterior, variando las proporciones en volumen de AC y EDA, y la potencia del microondas, de acuerdo con lo que indicaba un diseño experimental de mezclas previamente planteado en el software Minitab. Para confirmar la presencia de CNPs, todos los puntos del diseño experimental se caracterizaron por espectroscopia UV-Vis, espectroscopia de fluorescencia, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), dispersión dinámica de luz (DLS) y potencial ζ. Luego para los puntos del diseño experimental de mezclas en que hubo presencia de CNPs se calculó la masa obtenida de la reacción y el rendimiento cuántico, con estos resultados y las mediciones del potencial ζ se utilizó la herramienta de optimización que brinda el software Minitab y se encontró que los valores óptimos de AC, EDA y potencia son 1,69 mL, 0,81 mL y 600 W, respectivamente. Se continuó trabajando con las CNPs del diseño experimental de mezclas sintetizadas con 1,875 mL de AC y 0,625 ml de EDA a una potencia de 600 W, ya que los valores de AC, EDA y potencia eran los más cercanos a los valores óptimos encontrados; estas CNPs tuvieron un rendimiento promedio de la reacción de 95,2 mg, un rendimiento cuántico promedio de 18,7 % y un potencial ζ promedio de -24,71 mV, además, se caracterizaron mediante micrografía electrónica de transmisión (TEM) que evidenció estructuras cristalinas con una apariencia amorfa y un tamaño menor a 10 nm. Más adelante, estas CNPs, concentradas a 1000 ppm, se conjugaron mediante el método de la carbodiimida con anticuerpos para albumina de suero bovino (anti-BSA) a una concentración final de 1 μg/mL. A continuación, los CNPs-antiBSA se inmovilizaron sobre una membrana de nitrocelulosa a través de una estrategia por adsorción y una estrategia por enlace covalente; finalmente se apagó la fluorescencia de los CNPs-antiBSA inmovilizados usando óxido de grafeno (OG) a una concentración de 25 y 50 ppm, y de esta manera se obtuvieron tiras reactivas de apagado – encendido. La tira reactiva desarrollada mantuvo su fluorescencia apagada cuando se sumergió durante 15 min en solución tampón fosfato salina (PBS) y su fluorescencia se encendió cuando se sumergió en PBS con presencia de albumina de suero bovino (BSA) a una concentración mayor a 0,1 μg/mL.
