Publicación: Análisis del efecto del pH y la concentración en un nanomaterial carbonoso para su potencial uso como biosensor
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Resumen en español
RESUMEN: 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.
Resumen en inglés
ABSTRACT: Carbonaceous nanomaterials have been the object of study and have aroused great interest in recent years, as they possess properties such as fluorescence, biocompatibility, and low toxicity, which make them potentially useful for the development of bioimages, controlled release of drugs and biosensors (s. Zhang et al., 2019). For the design of biosensors, fluorescence is one of the most sensitive detection methods with the fastest response, therefore a project arose to develop an immunosensor based on carbonaceous nanomaterials in the line of research technologies for obtaining and detecting biomarkers in EIA University in collaboration with the University of Swansea. In line with this research, it was also needed to evaluate the effect of pH and concentration and how these characteristics could influence the size, fluorescence, composition, and stability of carbonaceous nanomaterials and in turn in the process to be potentially used in an application as a biosensor. The carbonaceous nanomaterials provided by the agreement of the project of the research line were characterized by FTIR, fluorescence spectroscopy, DLS and Z potential, in order to identify the functional groups exposed on the surface, the fluorescence intensity, size and stability, respectively. The picea nanomaterial was chosen as the nanomaterial with the most consistent properties for a possible application in a biosensor. Then, the effect of pH and concentration was evaluated through a systematic review on the properties of carbonaceous nanomaterials, and it can be concluded that pH has an effect on fluorescence intensity, surface groups and stability. On the other hand, concentration has an effect on fluorescence intensity, size and stability, however, the most common in the articles is to evaluate the effect of this on fluorescence intensity. pH 8 was selected as optimal pH as in the literature in a range of 4 to 8 a relatively constant fluorescence intensity is obtained, getting the highest fluorescence intensity for pH 8 in many articles. The concentration varies due to the characteristics of the carbonaceous nanomaterials synthesized in each work, but the range found in the systematic review is approximately 5 - 6.4 mg/ml, at very high concentrations carbonaceous nanomaterials tend to aggregate, increase their size, and there is a decrease in fluorescence. Despite this, it was also concluded that there are not many articles that evaluate the effect of pH and concentration and there are even fewer studies for the concentration.