Nano(bio)sensor plasmónico para la cuantificación de miRNA-21 basado en el autoensamblado de bicapas de poli(dialildimetilamonio) y óxido de grafeno

LOPEZ MUJICA M.; GUTIERREZ F. A; F. BÉDIOUI; Y. ZHANG; M. LAZERGES; S. GRIVEAU; RIVAS, G. A

Santa Rosa

Congreso; x Congreso Argentino de Quimica Analitica; 2019

Nano(bio)sensor plasmónico para la cuantificación de miRNA-21basado en el autoensamblado de bicapas de poli(dialildimetilamonio) yóxido de grafenoM. López Mujicaa, F. Gutiérreza, F. Bédiouib, Y. Zhangb, M. Lazergesb, S. Griveaub, G. Rivasaa INFIQC-CONICET, Departamento de Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional deCórdoba, Ciudad Universitaria. Córdoba, Argentina, CP5000.b Chemical and Biological Technologies for Health Sciences. Chimie Paris Tech. 11 Rue Pierre et Marie Curie. ParísCedex 05, Francia.*email: michaellopez_2392@hotmail.com; fabigutierrez@gmail.com; grivas@fcq.unc.edu.arEl diseño de plataformas (bio)sensoras altamente sensibles, reproducibles, robustas, miniaturizablesy capaces de cuantificar de forma rápida, selectiva y simultánea diversos analitos es uno delos principales desafíos que presenta la Química Bioelectroanalítica actual. Debido a ello, se hacenecesaria la incorporación de materiales novedosos capaces de mejorar las propiedades analíticasdel sistema, confiriendo una cuantificación más confiable para un determinado analito. En esesentido, los materiales grafenáceos han demostrado ser sumamente útiles para la construcción debiosensores. En este trabajo, se describe la optimización y caracterización de un nano(bio)sensorplasmónico basado en el autoensamblado de bicapas de poli(dialildimetilamonio) (PDDA) y óxidode grafeno (GO) sobre un sustrato de oro, como plataforma de anclaje de una secuencia de ADNaminado específica, la cual fue empleada como elemento sensor para la cuantificación de miRNA-21. La caracterización del nano(bio)sensor se hizo mediante Resonancia de Plasmón Superficial(SPR). El miRNA-21 es una clase específica de RNA que se encuentra en altos niveles en pacientescon glioblastomas, cáncer de mama, hepatocelular, gástrico y de colon. Es por ello que, en losúltimos años, se ha empleado esta pequeña molécula para la detección, diagnosis y prognosis dediversas patologías asociadas al cáncer, por lo que su cuantificación a muy bajas concentracionesrequiere el empleo de dispositivos confiables y exactos.El GO, además de servir para formar enlace covalente con el ADN, permite lograr un notableincremento en las señales analíticas, debido a la similitud en la energía de excitación del plasmónsuperficial de este material con la energía de excitación del plasmón superficial del oro, lo queaumentó la sensibilidad final de las medidas. Se encontró que el ensamblado de dos bicapas dePDDA-GO resultó óptimo para la construcción de la arquitectura supramolecular del nano(bio)-sensor. Para la cuantificación efectiva del miRNA-21, previamente se optimizó la concentración y eltiempo del elemento sensor, así como el tiempo de hibridación. A partir de estos estudios, seseleccionaron como tiempo y concentración óptimos del ADN-NH2 30 min y 50 ppm respectivamente,mientras que el tiempo óptimo para la hibridación del miRNA-21 fue de 120 min. En esascondiciones, se obtuvo un límite de detección en el orden de fM. Se evaluó la selectividad del ensayoempleando una secuencia target no complementaria y una secuencia target missmatched,resultando que ambas secuencias no presentaron ningún tipo de interferencia con el analito deinterés. De manera análoga, se empleó una secuencia no aminada de ADN como elemento probe,encontrándose que el miRNA-21 no mostró señal, dejando de manifiesto la importancia del grupofuncional ?NH2 del elemento sensor para la construcción de la plataforma.El desarrollo de la plataforma supramolecular de PDDA-GO permitió una cuantificación sensible yselectiva del miRNA-21, abriendo la posibilidad del uso de este nano(bio)sensor para la tempranadetección de diversos tipos de cáncer.