Síntesis y caracterización de nanopartículas de oro funcionalizadas con seroalbúmina bovina para aplicaciones biomédicas

Abstract

"Como la hipertermia empleada para eliminar tumores es ineficaz y afecta a las células cancerosas y normales, la técnica basada en el efecto plasmónico de las nanopartículas de oro anisotrópicas (MBAuNPs, Multi-branched Gold Nanoparticles) está siendo explorada para mejorar la ablación térmica de tumores. Aquí nos propusimos sintetizar MBAuNPs potencialmente útiles para la ablación térmica de tumores (anisotrópicas, con diámetro ? 100 nm y absorción máxima de luz cercana al infrarrojo medio), funcionalizarlas con seroalbúmina bovina (BSA) para dirigirlas a las células endoteliales y determinar la hipertermia inducida por irradiación de las MBAuNPs con un láser a 808 nm en suspensiones acuosas y geles que simulan la piel. Sintetizamos MBAuNPs a partir de semillas áuricas en mezclas con variaciones en el contenido de semillas, HEPES e hidroxilamina. Sus propiedades ópticas se determinaron mediante el espectro ultravioleta-visible (UVVIS) durante y después de la síntesis, la forma y tamaño por microscopía electrónica de barrido y la concentración por espectroscopía UV-VIS y espectroscopía de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). Las semillas áuricas fueron esféricas con un diámetro medio de 18 nm y absorción máxima a 520 nm. Las 27 mezclas de síntesis generaron MBAuNPs con una concentración media de 6.9 × 109/mL, diámetros entre 95 y 160 nm y absorbancia máxima entre 640 y 873 nm. Para la funcionalización seleccionamos MBAuNPs con un diámetro medio de 97.5 nm y absorción máxima a 820 nm. El espectro UVVIS de las MBAuNPs-BSA tuvo un pico a 280 nm (idéntico al de BSA pura) y otro desplazado de 820 a 865-890 nm en función de la concentración de BSA. Concluimos que las MBAuNPs seleccionadas parecen adecuadas para la ablación térmica de tumores pues la irradiación con el láser a 808 nm produce hipertermia de 3.7-5.2 °C en los geles phantom, proporcional a la concentración de MBAuNPs y la potencia de irradiación."

"Since hyperthermia to remove tumors is ineffective and affects cancer and normal cells, the plasmonic effect of anisotropic gold nanoparticles (MBAuNPs, Multibranched Gold Nanoparticles) is being explored for thermal ablation of tumors. Our aim was to synthesize MBAuNPs for thermal ablation of tumors of diameter ? 100 nm, maximum light absorption near the mid-infrared region, functionalized with bovine serum albumin (BSA) to target them to endothelial cells, and to determine the hyperthermia induced with a 808 nm laser in aqueous suspensions and gels simulating the skin. MBAuNPs were synthesized in mixtures with variable auric seed content, HEPES, and hydroxylamine. Their ultraviolet-visible (UV-VIS) spectrum was determined during and after synthesis, their shape and size by scanning electron microscopy, and their concentration by UV-VIS spectroscopy and inductively-coupled plasma mass-spectroscopy. Auric seeds were spherical, 18 nm in diameter, with maximum absorption at 520 nm; all synthesis mixtures generated MBAuNPs with average concentration of 6.9 × 109 / mL, diameters between 95 and 160 nm, and maximum absorbance between 640 and 873 nm. For functionalization, MBAuNPs of 97.5 nm diameter and maximum absorption at 820 nm were selected. The UV-VIS spectrum of MBAuNPs-BSA had a peak at 280 nm (as pure BSA) and the 820 nm one displaced to 865-890 nm as a function of BSA concentration. The selected MBAuNPs appear to be appropriate for thermal ablation of tumors, since irradiation with the 808 nm laser produces hyperthermia of 3.7-5.2 °C in gels, proportional to MBAuNPs concentration and irradiation power."