Nanopartículas de oro bioconjugadas con anticuerpos para biosensores: un camino para optimizar la detección de biomoléculas por SERS con aplicaciones en SARS-CoV-2
No hay miniatura disponible
Fecha
2025
Autores
De la Espriella Aviles, Diego Andrés
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Ediciones Universidad Simón Bolívar
Facultad de Ciencias Básicas y Biomédicas
Facultad de Ciencias Básicas y Biomédicas
Resumen
En este estudio, se busca desarrollar y evaluar un biosensor basado en
nanopartículas de oro (NPAus) bioconjugadas con anticuerpos tipo IgG para
detectar la proteína Spike (S) del SARS-CoV-2 en muestras biológicas mediante
Espectroscopía Raman Mejorada o Potenciado por Superficie, en inglés conocido
como técnica SERS. Este diseño experimental, se basó en la síntesis de
nanopartículas de oro funcionalizadas con anticuerpos para la generación de los
nano-bioconjugados, la caracterización de estos nano-bioconjugados se realizó
mediante las técnicas UV-Vis, DLS y Raman, que confirmaron la formación del
complejo nanopartícula de oro/anticuerpo IgG y su interacción con la Proteína S
(NPAu-IgG-Proteína-S). El biosensor mostró un valor de sensibilidad con LOD de
0.02 ng/uL al detectar la proteína S en bajas concentraciones (0 – 10 ng/uL),
validado por análisis multivariado de Análisis de Componentes Principales (PCA),
donde me proporciona información sobre la capacidad de discriminación de las
biomoléculas y bioconjugados del biosensor al analizar los espectros Raman,
mostrando cómo se separan las muestras con proteína S de las que no la tienen.
Los resultados de este estudio sugieren que esta es un método de detección
alternativo prometedor para el diagnóstico rápido del SARS-CoV-2, aunque se
requiere trabajos futuros para la optimización de este biosensor para su uso a nivel
clínico. Esta tecnología es especialmente valiosa en regiones con infraestructura
sanitaria limitada.
This study aims to develop and evaluate a biosensor based on gold nanoparticles (NPAus) bioconjugated with IgG-type antibodies for the detection of the SARS-CoV 2 Spike (S) protein in biological samples using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). The experimental design involved the synthesis of gold nanoparticles functionalized with antibodies to generate the nanobioconjugates. These nanobioconjugates were characterized using UV-Vis, DLS, and Raman spectroscopy, which confirmed the formation of the NPAu/IgG complex and its interaction with the S protein (NPAu-IgG-Spike). The biosensor demonstrated high sensitivity, with a limit of detection (LOD) of 0.02 ng/μL for S protein concentrations in the range of 0–10 ng/μL. This performance was validated through multivariate analysis using Principal Component Analysis (PCA), which provided insights into the biosensor's ability to discriminate between biomolecules and bioconjugates by analyzing Raman spectra, clearly separating samples containing the S protein from those without. The results suggest that this is a promising alternative detection method for rapid SARS-CoV-2 diagnosis. However, further work is needed to optimize the biosensor for clinical applications. This technology is particularly valuable in regions with limited healthcare infrastructure.
This study aims to develop and evaluate a biosensor based on gold nanoparticles (NPAus) bioconjugated with IgG-type antibodies for the detection of the SARS-CoV 2 Spike (S) protein in biological samples using Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS). The experimental design involved the synthesis of gold nanoparticles functionalized with antibodies to generate the nanobioconjugates. These nanobioconjugates were characterized using UV-Vis, DLS, and Raman spectroscopy, which confirmed the formation of the NPAu/IgG complex and its interaction with the S protein (NPAu-IgG-Spike). The biosensor demonstrated high sensitivity, with a limit of detection (LOD) of 0.02 ng/μL for S protein concentrations in the range of 0–10 ng/μL. This performance was validated through multivariate analysis using Principal Component Analysis (PCA), which provided insights into the biosensor's ability to discriminate between biomolecules and bioconjugates by analyzing Raman spectra, clearly separating samples containing the S protein from those without. The results suggest that this is a promising alternative detection method for rapid SARS-CoV-2 diagnosis. However, further work is needed to optimize the biosensor for clinical applications. This technology is particularly valuable in regions with limited healthcare infrastructure.
Descripción
Palabras clave
Nanopartículas de oro, Bioconjugación, Biosensor, SERS, SARS-Cov-2, Biomoléculas, Diagnóstico viral
