Aplicación de electroforesis capilar para la caracterización física de nanopartículas metálicas de Au

Abstract

RESUMEN:

Introducción: Las nanopartículas se definen como partículas cuyo tamaño es menor a 100nm, las nanopartículas metálicas se identifican por exhibir excelentes propiedades físicas, químicas y biológicas que les confieren diversas aplicaciones que son totalmente dependientes a su tamaño nanométrico (1), por lo que es importante realizar la caracterización de tamaño de las mismas. Actualmente existe una gran variedad de técnicas microscópicas para caracterizar físicamente nanopartículas, que se identifican por ser técnicas costosas y muy complejas lo cual las hace poco accesibles a la mayor parte de los investigadores, por ello se ha propuesto utilizar técnicas alternativas para caracterizar nanopartículas, como es la electroforesis capilar (EC), que en comparación a las técnicas microscópicas, se identifica por ser una técnica sencilla, de bajo costo y más accesible. Metodología: En el desarrollo del proyecto se utilizaron estándares de nanopartículas metálicas de oro de 5, 50,100, 200, y 300 nm obtenidos de Sigma®. Para la preparación de los buffers se utilizó ácido 3- ciclohexamino-1-1-propanosulfónico (CAPS) proveniente de Sigma®, dodecílsulfato sódico (SDS) procedente de Promega Corporation. Todos los buffer que se utilizaron fueron preparados y filtrados con una membrana de 0.2μm el día que se utilizaron. Las separaciones se realizaron usando el sistema de Electroforesis Capilar Beckman Coulter Modelo: P/AC MDQ, se utilizó un capilar de sílice fundida recubierto de polimida (diámetro interno: 75μm, longitud: 33.4 cm), al cual se le fabricó una venta para la detección UV a 12 cm de la salida del capilar. Antes de ser utilizado, el capilar se trató con un lavado secuencial de 3 min por cada una de las soluciones siguientes, Agua desionizada, NaOH 1M, NaOH 0.1M y buffer de corrida, el capilar también se enjuago con el buffer durante 3 min entre cada solución. Los experimentos de electroforesis capilar se realizaron a una temperatura de 25°C en un modo directo. Resultados y discusión: Para la caracterización de nanopartículas metálicas de oro por EC, se implementaron diversos métodos en los cuales se variaron condiciones como tipo y concentración de buffer, concentración de surfactante y voltaje, obteniendo mejores resultados utilizando buffer CAPS 10mM, SDS 70mM, un Voltaje de 30 Kv con un tiempo de eyección de 60 s a una longitud de onda de 532 nm. Utilizando dichas condiciones se obtuvo el electroferograma de la Figura 1, donde se muestran los tiempos de migración obtenidos para los diferentes estándares de nanopartícula de Au, con estos tiempos se construyó una grafica de tamaño de nanopartícula vs tiempo, se realizó una regresión lineal obteniendo la ecuación de la recta que se muestra en la Figura 2 con un R2 de 0.9926 lo cual indica que el tiempo de migración es totalmente dependiente del tamaño de las mimas, dicha ecuación puede ser utilizada para caracterizar tamaños de nanopartículas que se encuentran en un intervalo de 5-300 nm. Figura 1. Electroferograma mezcla de nanopartículas de AU estándar de (1) 5nm, (2) 50nm, (3) 100nm, (4) 200nm y (5) 300nm buffer CAPS 10mM / SDS 70mM (pH 10), a un voltaje de 30 Kv, a 532nm. Figura 2. Gráfico del tamaño de nanopartícula vs tiempo de migración utilizando el método 7 a una longitud de onda de 532 nm. Conclusiones: Se lograron implementar diversos métodos para la caracterización de tamaños de nanopartículas metálicas de oro mediante la técnica de electroforesis capilar, obteniendo una curva de calibración con una R2=0.99 con la cual pueden caracterizarse tamaños e nanopartículas en un intervalo de 5-300nm. Así mismo se logró visualizar los efectos que tienen diversas condiciones en los experimentos de EC, obteniendo mejores resultados utilizando buffer CAPS 10mM, SDS 70mM, un voltaje de 30 Kv.