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Funcionalización de nanopelículas de oro con oligonucleótidos de SARS-CoV-2 para uso en un biosensor óptico
Cristina Díaz Failach
Teresita Spezzia-Mazzocco
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Functionalization
optical biosensor
oligonucleotides
Introducción: En el mes de diciembre del año 2019, en Wuhan, China se produjeron una serie de síntomas respiratorios agudos atípicos, que se empezaron a transmitir de persona a persona y lograron trascender fronteras internacionales a más de 200 países en todo el mundo, por lo que fue declarado como una pandemia. Después de varios análisis y pruebas, se encontró que el responsable de la enfermedad COVID-19 era un nuevo coronavirus, que recibió el nombre de síndrome respiratorio agudo severo por coronavirus 2, o por sus siglas en inglés SARS-CoV-2. Actualmente, el diagnóstico de SARS-CoV-2, se realiza con la prueba de reacción en cadena de polimerasa de transcripción reversa. Sin embargo, ante las limitaciones de la misma, se están investigando y desarrollando dispositivos y pruebas diagnósticas alternativas a la RT-PCR, para identificar la presencia del virus en un paciente. Los biosensores ópticos de resonancia plasmónica en superficie (SPR), son buenos candidatos para la detección de diferentes biomoléculas en diversos agentes biológicos, como por ejemplo los virus, Es importante enfatizar que para su correcto funcionamiento, se requiere la funcionalización de los nanomateriales, que implica modificar sus propiedades mediante la adsorción de diversos átomos, iones, o moléculas de alguna sustancia que puede estar en estado sólido, líquido o gaseoso y que logran adherirse a sus paredes modificando algunas propiedades físicas tales como la solubilidad y dispersión, ya que de esto depende la eficiencia y la especificidad del dispositivo a la hora de analizar células diana. Resultados: Se encontró que los dos métodos de funcionalización usados en este estudio permiten la adhesión de oligonucleótidos a las nanopelículas de oro, sin embargo, el método más efectivo es la funcionalización in situ con agua libre de nucleasas. Así mismo, se encontró que el área del sustrato donde está depositada la NF y la cantidad de oligonucleótidos a usar son factores clave en el proceso de funcionalización. Por otro lado, es necesario el depósito de titanio en la nanopelícula de oro, puesto que este elemento brinda estabilidad mecánica y eficiencia al proceso de adhesión de los oligonucleótidos. Finalmente, el uso de un chip y una bomba de infusión brinda estabilidad en la adhesión de los oligonucleótidos a la nanopelícula y reduce la medición de errores en el biosensor.
Introduction: In December 2019, in Wuhan, China, a series of atypical acute respiratory symptoms occurred, which began to be transmitted from person to person and managed to transcend international borders to more than 200 countries around the world. For this reason it was declared a pandemic. After several analyzes and tests, it was found that COVID-19, was responsible of disease; a new coronavirus, which received the name of severe acute respiratory syndrome by coronavirus 2, or SARS-CoV-2 for its acronym in English. Currently, the diagnosis of SARS-CoV-2 is carried out with the reverse transcription polymerase chain reaction test (RT-PCR). However, given its several limitations, new devices and alternative diagnostic tests to RT-PCR are being investigated and developed , to identify the presence of the virus in a patient. Surface plasmon resonance (SPR) optical biosensors are good candidates for the detection of different biomolecules in various biological agents, such as viruses. In order to detect successfully and with accuracy the biological target, the functionalization of nanomaterials used for SPR optical biosensor is requiered., which implies modifying their properties through the adsorption of various atoms, ions, or molecules. Results: It was found that the two functionalization methods used in this study allow the adhesion of oligonucleotides to gold nano-films, however, the most effective method is in situ functionalization with nuclease-free water. Likewise, it was found that the area of the substrate where the NF is deposited and the number of oligonucleotides to be used are key factors in the functionalization process. On the other hand, the deposit of titanium in the gold nano-film is necessary since this element provides gold film mechanical stability and efficiency to the oligonucleotide adhesion process. Finally, the use of a chip and an infusion pump provides stability in the adhesion of the oligonucleotides to the nano-film and reduces the measurement of errors in the biosensor.
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
2021-08
Tesis de maestría
Español
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Díaz Failach, C. I., (2021), Funcionalización de nanopelículas de oro con oligonucleótidos de SARS-CoV-2 para uso en un biosensor óptico, Tesis de Maestría, Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
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