Desarrollo de un nanosensor aptamérico basado en nanotriángulos de oro para la detección de aflatoxina B1 mediante LSPR

  • Lorena Veliz Portal Departamento de Ciencias – Sección Química, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Perú https://orcid.org/0000-0002-1962-0838
  • Mary Carmen Licuona Puma Departamento de Ciencias – Sección Química, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Perú https://orcid.org/0000-0002-5204-8343
  • Sara Córdova Tuppia Departamento de Ciencias – Sección Química, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Perú https://orcid.org/0000-0002-8968-6795
  • Yulán Hernández García Departamento de Ciencias – Sección Química, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Perú https://orcid.org/0000-0003-1276-5927
  • Betty Galarreta Asian Departamento de Ciencias, Sección Química, Pontificia Universidad Católica del Perú, Lima, Perú
Palabras clave: aflatoxina, nanosensores, oro, micotoxinas, apt´´ameros

Resumen

La aflatoxina B1 (AFB1) es una micotoxina producida por la especie de hongos Aspergillus que afecta a una gran variedad de productos agrícolas como la kiwicha. La AFB1 es conocida por ser nefrotóxica, hepatotóxica y carcinogénica, lo que ha llevado a una estricta regulación en todo el mundo y a la necesidad de tener nuevos métodos que permitan su detección rápida, sencilla y selectiva. Los nanosensores aptaméricos basados en nanotriángulos de oro (AuNTs) surgen como una alternativa simple y eficaz a los sistemas tradicionales de detección. Por una parte, los aptámeros hacen que el sistema sea estable y muy selectivo debido a su gran afinidad, pero a un bajo costo y, por otro, las excepcionales propiedades ópticas de las nanopartículas de oro permiten implementar el sensor en una técnica analítica sencilla como la espectroscopía UV-Vis-NIR. Esto se debe a la resonancia de plasmón superficial localizado (LSPR), que permite monitorear la interacción entre el aptámero y la toxina y relacionar los cambios espectrales con el contenido de micotoxina. Los nanosensores aptaméricos desarrollados en esta investigación fueron evaluados en diferentes solventes y tampones, siendo el mejor de ellos el de PBS pH 7.5 (R2 = 0.98101) logrando detectar AFB1 en el rango de 0-780 ppbs. Adicionalmente, el análisis multivariante por regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS) de los espectros logró obtener un límite de detección de 22 ppbs. Finalmente, los nanosensores han demostrado ser lo suficientemente robustos para obtener buenos resultados aun en matrices complejas como extractos de kiwicha.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

[1] A. García-moraleja, G. Font, J. Mañes, and E. Ferrer, “Simultaneous determination of mycotoxin in commercial coffee,” Food Control, vol. 57, pp. 282-292, 2015.
[2] J. A. Cruz-Aguado, “Determination of Ochratoxin A with a DNA Aptamer,” pp. 10456–10461, 2008.
[3] J. W. Bennett and M. Klich, “Mycotoxins” Society, vol. 16, no. 3, pp. 497–516, 2003.
[4] S. Marin, A. J. Ramos, G. Cano-Sancho, and V. Sanchis, “Mycotoxins: Occurrence, toxicology, and exposure assessment,” Food Chem. Toxicol., vol. 60, pp. 218–237, 2013.
[5] World Health Organization, Prevention and Reduction of Food and Feed Contamination. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), 2012.
[6] Norma UNE-EN 14123:2008 para la “Determinación de aflatoxina B1 y de la suma de las aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 en avellanas, cacahuetes, pistachos, higos y pimentón molido. Método por cromatografía líquida de alta resolución con transformación química postcolumna y purificación en columna de inmunoafinidad”.
[7] Y. Luan et al., “Rapid Visual Detection of Aflatoxin B1 by Label-Free Aptasensor Using Unmodified Gold Nanoparticles,” J. Nanosci. Nanotechnol., vol. 15, no. 2, pp. 1357–1361, 2014.
[8] T. C. Chiu and C. C. Huang, Aptamer-functionalized nano-biosensors, vol. 9, no. 12. 2009.
[9] A. Rhouati, C. Yang, A. Hayat, and J. Marty, “Aptamers: A Promising Tool for Ochratoxin A Detection in Food Analysis,” pp. 1988–2008, 2013.
[10] B. C. Galarreta, M. Tabatabaei, V. Guieu, E. Peyrin, and F. Lagugné-Labarthet, “Microfluidic channel with embedded SERS 2D platform for the aptamer detection of ochratoxin A,” Anal. Bioanal. Chem., vol. 405, no. 5, pp. 1613–1621, 2013.
[11] L. K. Lagos, L. Veliz, Y. Hernandez, and B. C. Galarreta, “Label-free SERS and LSPR gold nanoaptasensors of mycotoxins in solution: solvent assessment,”Latin American Optics and Photonics conference, p.Tu2C.2,2018.
[12] J. Ko, C. Lee, and J. Choo, “Highly sensitive SERS-based immunoassay of aflatoxin B1 using silica-encapsulated hollow gold nanoparticles,” J. Hazard. Mater., vol. 285, pp. 11–17, 2015.
[13] S. Alex and A. Tiwari, “Functionalized Gold Nanoparticles: Synthesis, Properties and Applications—A Review,” J. Nanosci. Nanotechnol., vol. 15, no. 3, pp. 1869–1894, 2015.
[14] S. Eustis and M. A. El-Sayed, “Why gold nanoparticles are more precious than pretty gold: Noble metal surface plasmon resonance and its enhancement of the radiative and nonradiative properties of nanocrystals of different shapes,” Chem. Soc. Rev., vol. 35, no. 3, pp. 209–217, 2006.
[15] M. Hosseini, H. Khabbaz, M. Dadmehr, M. R. ez. Ganjali, and J. Mohamadnejad, “Aptamer-based Colorimetric and Chemiluminescence Detection of Aflatoxin B1 in Foods Samples,” Acta Chim. Slov., vol. 62, no. 3, pp. 721–728, 2015.
[16] X. Geng, D. Zhang, H. Wang, and Q. Zhao, “Screening interaction between ochratoxin A and aptamers by fluorescence anisotropy approach,” Anal. Bioanal. Chem., vol. 405, no. 8, pp. 2443–2449, 2013.
[17] B. Pelaz, “Tailoring the Synthesis and Heating Ability of Gold Nanoprisms for Bioapplications,” Langmuir, vol. 28, n0. 24, pp.8968-8970, 2012.
[18] Y. Hernández García, J. R. Sifuentes, A. S. Saldaña, and B. C. Galarreta, “Estudio de los factores determinantes para el desarrollo de sensores SERS efectivos y económicos,” Tecnia, vol. 28, no. 2, 2018.
Publicado
2020-05-09
Cómo citar
[1]
L. Veliz Portal, M. Licuona Puma, S. Córdova Tuppia, Y. Hernández García, y B. Galarreta Asian, Desarrollo de un nanosensor aptamérico basado en nanotriángulos de oro para la detección de aflatoxina B1 mediante LSPR, tecnia, vol. 30, n.º 1, may 2020.
Sección
Microelectrónica y Ciencia de los Materiales