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

MICHAEL LÓPEZ MUJICA; FABIANA GUTIÉRREZ; FETHI BÉDIOUI; YUANYUAN ZHANG; MATHIEU LEZERGES; SOPHIE GRIVEAU; GUSTAVO RIVAS

Congreso; X Congreso Argentino de Química Analítica; 2019

El diseño de plataformas (bio)sensoras altamente sensibles, reproducibles, robustas, miniaturizables y capaces de cuantificar de forma rápida, selectiva y simultánea diversos analitos es uno de los principales desafíos que presenta la Química Bioelectroanalítica actual. Debido a ello, se hace necesaria la incorporación de materiales novedosos capaces de mejorar las propiedades analíticas del sistema, confiriendo una cuantificación más confiable para un determinado analito. En ese sentido, los materiales grafenáceos han demostrado ser sumamente útiles para la construcción de biosensores. En este trabajo, se describe la optimización y caracterización de un nano(bio)sensor plasmónico basado en el autoensamblado de bicapas de poli(dialildimetilamonio) (PDDA) y óxido de grafeno (GO) sobre un sustrato de oro, como plataforma de anclaje de una secuencia de ADN aminado 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 pacientes con glioblastomas, cáncer de mama, hepatocelular, gástrico y de cólon. Es por ello que, en los últimos años, se ha empleado esta pequeña molécula para la detección, diagnosis y prognosis de diversas patologías asociadas al cáncer, por lo que su cuantificación a muy bajas concentraciones requiere el empleo de dispositivos confiables y exactos.El GO, además de servir para formar enlace covalente con el ADN, permite lograr un notable incremento en las señales analíticas, debido a la similitud en la energía de excitación del plasmón superficial de este material con la energía de excitación del plasmón superficial del oro, lo que aumentó la sensibilidad final de las medidas. Se encontró que el ensamblado de dos bicapas de PDDA-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 el tiempo del elemento sensor, así como el tiempo de hibridación. A partir de estos estudios, se seleccionaron 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 esas condiciones, se obtuvo un límite de detección en el orden de fM. Se evaluó la selectividad del ensayo empleando una secuencia target no complementaria y una secuencia target missmatched, resultando que ambas secuencias no presentaron ningún tipo de interferencia con el analito de interés. 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 grupo funcional ?NH2 del elemento sensor para la construcción de la plataforma.El desarrollo de la plataforma supramolecular de PDDA-GO permitió una cuantificación sensible y selectiva del miRNA-21, abriendo la posibilidad del uso de este nano(bio)sensor para la temprana detección de diversos tipos de cáncer.