Logotipo del repositorio
Logotipo del repositorio
 

Nanopartículas de oro bioconjugadas con anticuerpos para biosensores: un camino para optimizar la detección de biomoléculas por SERS con aplicaciones en SARS-CoV-2

Vista sencilla de ítem
datacite.rightshttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.contributor.advisorGalán Freyle, Nataly
dc.contributor.advisorPestana Nobles, Roberto Carlos
dc.contributor.authorDe la Espriella Aviles, Diego Andrés
dc.date.accessioned2025-07-02T16:33:32Z
dc.date.available2025-07-02T16:33:32Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractEn 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.spa
dc.description.abstractThis 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.eng
dc.format.mimetypepdf
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12442/16785
dc.language.isospa
dc.publisherEdiciones Universidad Simón Bolívarspa
dc.publisherFacultad de Ciencias Básicas y Biomédicasspa
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationaleng
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectNanopartículas de orospa
dc.subjectBioconjugaciónspa
dc.subjectBiosensorspa
dc.subjectSERSspa
dc.subjectSARS-Cov-2spa
dc.subjectBiomoléculasspa
dc.subjectDiagnóstico viralspa
dc.subject.keywordsGold nanoparticleseng
dc.subject.keywordsBioconjugationeng
dc.subject.keywordsBiomoleculeseng
dc.subject.keywordsViral diagnosiseng
dc.titleNanopartículas de oro bioconjugadas con anticuerpos para biosensores: un camino para optimizar la detección de biomoléculas por SERS con aplicaciones en SARS-CoV-2spa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.type.spaTrabajo de grado máster
dcterms.referencesFDA. (2024, August 9). Conceptos básicos de las pruebas para el COVID-19. https://www.fda.gov/consumers/articulos-para-el-consumidor-en-espanol/conceptos-basicos-de-las pruebas-para-el-covid-19spa
dcterms.referencesFDA. (2020, March 27). Actualización del Coronavirus (COVID-19): La FDA emite una nueva norma para ayudar a acelerar la disponibilidad de pruebas diagnósticas. https://www.fda.gov/news events/press-announcements/actualizacion-del-coronavirus-covid-19-la-fda-emite-una-nueva-norma para-ayudar-acelerar-laspa
dcterms.referencesPastrian-Soto, G. (2020). Bases genéticas y moleculares del COVID-19 (SARS-CoV-2). Mecanismos de patogénesis y de respuesta inmune. International Journal of Odontostomatology, 14(3), 331–340. https://doi.org/10.4067/S0718-381X2020000300331spa
dcterms.referencesBeatriz Jiménez Moraleda, María Dolores Fuentes Martín, Marta Sabanza Belloso, María López Gómez, Ana Cristina Miguel Molinos, Gabriel Ciprian Negru. (2021). Diagnóstico y tipos de PCR. Revisión bibliográfica. Revista Sanitaria de Investigación. Tomado de: https://revistasanitariadeinvestigacion.com/diagnostico-y-tipos-de-pcr-revision-bibliografica/spa
dcterms.referencesCorman, V. M., Landt, O., Kaiser, M., Molenkamp, R., Meijer, A., Chu, D. K., Bleicker, T., Brünink, S., Schneider, J., Schmidt, M. L., Mulders, D. G., Haagmans, B. L., van der Veer, B., van den Brink, S., Wijsman, L., Goderski, G., Romette, J. L., Ellis, J., Zambon, M., ... Drosten, C. (2020). Detection of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) by real-time RT-PCR. Eurosurveillance, 25(3), 2000045. https://doi.org/10.2807/1560-7917.ES.2020.25.3.2000045eng
dcterms.referencesWang, W., Xu, Y., Gao, R., Lu, R., Han, K., Wu, G., & Tan, W. (2020). Detection of SARS-CoV-2 in different types of clinical specimens. JAMA, 323(18), 1843-1844. https://doi.org/10.1001/jama.2020.3786eng
dcterms.referencesAlbert, J., & Fenyö, E. M. (1990). Simple, sensitive, and specific detection of human immunodeficiency virus type 1 in clinical specimens by polymerase chain reaction with nested primers. Journal of Clinical Microbiology, 28(7), 1560-1564. https://doi.org/10.1128/jcm.28.7.1560-1564.1990eng
dcterms.referencesSalman, A., Shufan, E., Lapidot, I., Tsror, L., & Moreh, R. (2019). Infrared spectroscopy for virus identification and quantification. Journal of Virological Methods, 265, 56-63. https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2018.12.005eng
dcterms.referencesCalderaro, A., Arcangeletti, M. C., Rodighiero, I., Buttrini, M., Montecchini, S., Medici, M. C., & Chezzi, C. (2020). Mass spectrometry-based approaches for viral proteomics: From structural biology to clinical applications. Viruses, 12(3), 292. https://doi.org/10.3390/v12030292eng
dcterms.referencesLe Ru, E. C., & Etchegoin, P. G. (2009). Principles of Surface-Enhanced Raman Spectroscopy: and related plasmonic effects. Elseviereng
dcterms.referencesSmith, E., & Dent, G. (2005). Modern Raman Spectroscopy: A Practical Approach. John Wiley & Sons.eng
dcterms.referencesDirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM. (2019). ¿QUÉ SON LAS NANOPARTÍCULAS?. Fundación UNAM. https://www.fundacionunam.org.mx/unam-al-dia/la-unam te-explica-que-son-las-nanoparticulas/spa
dcterms.referencesNie, S., & Emory, S. R. (1997). Probing Single Molecules and Single Nanoparticles by Surface Enhanced Raman Scattering. Science, 275(5303), 1102-1106. https://doi.org/10.1126/science.275.5303.1102eng
dcterms.referencesMoskovits, M. (1985). Surface-enhanced spectroscopy. Reviews of Modern Physics, 57(3), 783-826. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.57.783eng
dcterms.referencesSharma, B., Frontiera, R. R., Henry, A. I., Ringe, E., & Van Duyne, R. P. (2012). SERS: Materials, applications, and the future. Materials Today, 15(1-2), 16-25. https://doi.org/10.1016/S1369- 7021(12)70017-2eng
dcterms.referencesReyes-Blas, H., Olivas-Armendáriz, I., Martel-Estrada, S. A., & Valencia-Gómez, L. E. (2019). Use of functionalized biomaterials with bioactive molecules in biomedical engineering. Revista Mexicana de Ingeniería Biomédica, 40(3), 1–20. https://doi.org/10.17488/RMIB.40.3.9eng
dcterms.referencesChen, Z., Zhang, Z., Zhuo, Y., et al. (2020). Gold nanoparticle-based biosensor for rapid detection of SARS-CoV-2 antibodies. Biosensors and Bioelectronics, 165, 112422. https://doi.org/10.1016/j.bios.2020.112422eng
dcterms.referencesZhang, Q., Wang, X., Liu, Y., et al. (2021). Magnetic nanoparticle-based capture and detection of SARS-CoV-2 using IgG-functionalized surfaces. Analytical Chemistry, 93(5), 1234-1245. https://doi.org/10.1021/acs.analchem.0c04567eng
dcterms.referencesLi, Y., Zhang, X., Wang, J., et al. (2019). BSA-stabilized silver nanoparticles for colorimetric detection of influenza virus. Talanta, 198, 102-108. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.01.085eng
dcterms.referencesDANE. (2021). Informe de seguimiento - Defunciones por COVID-19. Información del 2 de marzo de 2020 al 5 de septiembre de 2021. DANE. https://www.dane.gov.co/index.php/estadisticas-por tema/demografia-y-poblacion/informe-de-seguimiento-defunciones-por-covid-19spa
dcterms.referencesLi, J., Wu, X., Chen, Y., et al. (2022). Rapid and sensitive detection of SARS-CoV-2 using SERS-based biosensor. Biosensors and Bioelectronics, 189, Article 114123. https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114123eng
dcterms.referencesNaciones Unidas, CEPAL. (2021). Mortalidad por COVID-19 y las desigualdades por nivel socioeconómico y por territorio. CEPAL. Naciones Unidas. https://www.cepal.org/es/enfoques/mortalidad-covid-19-desigualdades-nivel-socioeconomico territoriospa
dcterms.referencesMushegian, A. R. (2020). Are there 10^31 virus particles on Earth, or more, or fewer? Journal of Bacteriology, 202(14), e00052-20. https://doi.org/10.1128/JB.00052-20eng
dcterms.referencesWoolhouse, M. E. J., Scott, F., Hudson, Z., Howey, R., & Chase-Topping, M. (2012). Human viruses: discovery and emergence. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 367(1604), 2864-2871. https://doi.org/10.1098/rstb.2011.0354eng
dcterms.referencesRitchie, H., & Roser, M. (2020). Causes of death. Our World in Data. https://ourworldindata.org/causes of-deatheng
dcterms.referencesWang J, Drelich AJ, Hopkins CM, Mecozzi S, Li L, Kwon G, Hong S. Gold nanoparticles in virus detection: Recent advances and potential considerations for SARS-CoV-2 testing development. WIREs Nanomed Nanobiotechnol. 2021 doi:10.1002/wnan.1754eng
dcterms.referencesZhang M, Li X, Pan J, Zhang Y, Zhang L, Wang C, et al. Ultrasensitive detection of SARS-CoV-2 spike protein in untreated saliva using SERS-based biosensor. Biosens Bioelectron. 2021;190:113421.eng
dcterms.referencesMendoza Uribe G, Rodríguez-López JL. La nanociencia y la nanotecnología: una revolución en curso. Perfiles Latinoamericanos. 2007. Disponible en: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S0188- 76532007000100006&script=sci_arttextspa
dcterms.referencesLechuga LM. Nanomedicina: aplicación de la nanotecnología en la salud. 2011. Disponible en: https://digital.csic.es/bitstream/10261/44635/1/7_Nanomedicina.pdfspa
dcterms.referencesChávez Sandoval BE, Flores-Mendoza N, Chávez-Recio A, Balderas-López JA, García-Franco F. Biosíntesis de nanopartículas de oro (NPAus) y los agentes reductores implicados en el proceso. Mundo nano. Rev Interdiscip Nanocienc Nanotecnol. 2021. Disponible en: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2448-56912021000200303spa
dcterms.referencesCorzo Lucioni A. Síntesis de nanopartículas de oro obtenidas por reducción de H[AuCl4]. Mundo Nano Rev Soc Quím Perú [Internet]. 2012. Disponible en: http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1810-634X2012000200003spa
dcterms.referencesKanjanawarut, R., Yuan, B., & Su, X. (2013). UV-Vis spectroscopy and dynamic light scattering study of gold nanorods aggregation. Nucleic Acid Therapeutics, 23(4), 273–280. https://doi.org/10.1089/nat.2013.0421eng
dcterms.referencesVargas Rueda LV. Síntesis y caracterización de nanopartículas de oro y de plata obtenidas por reducción química y ablación láser para estudios en Raman intensificado por efecto de superficie (SERS) [Tesis]. Bucaramanga: Universidad Industrial de Santander, Facultad de Ciencias, Escuela de Química, Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular (LEAM); 2013.spa
dcterms.referencesRivera Mata AS, Guzmán Cabrera R. Espectroscopía Raman de nanopartículas de oro y usos biomédicos. Jóvenes en la Ciencia. 2015. Disponible en: http://repositorio.ugto.mx/bitstream/20.500.12059/2915/1/Espectroscopia%20Raman%20de%20Nano part%c3%adculas%20de%20Oro%20y%20usos%20Biom%c3%a9dic.pdfspa
dcterms.referencesLiébana, S., & Drago, G. A. (2016). Bioconjugation and stabilisation of biomolecules in biosensors. Essays in Biochemistry, 60(1), 59–68. https://doi.org/10.1042/EBC20150007eng
dcterms.referencesIriarte-Mesa, C.; López, Y. C.; Matos-Peralta, Y.; de la VegaHernández, K.; Antuch, M. Gold, Silver and Iron Oxide Nanoparticles: Synthesis and Bionanoconjugation Strategies Aimed at Electrochemical Applications. Top. Curr. Chem. 2020, 378 (1), 12. https://doi.org/10.1007/s41061-019-0275-yeng
dcterms.referencesSapsford, K.E; Algar, W.R.; Berti, L.; Gemmill, K. B.; Casey, B.J.; Oh, E.; Stewart, M.H.; Medintz, I. L. Functionalizing Nanoparticles with Biological Molecules: Developing Chemistries That Facilitate Nanotechnology. Chemical Reviews. March 13, 2013. https://doi.org/10.1021/cr300143v.eng
dcterms.referencesJaneway, C. A., Travers, P., Walport, M., & Shlomchik, M. J. (2001). Immunobiology: The Immune System in Health and Disease (5th ed.). Garland Science.eng
dcterms.referencesWrapp, D., Wang, N., Corbett, K. S., Goldsmith, J. A., Hsieh, C. L., Abiona, O., Graham, B. S., & McLellan, J. S. (2020). Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science, 367(6483), 1260–1263. https://doi.org/10.1126/science.abb2507eng
dcterms.referencesWalls, A. C., Park, Y. J., Tortorici, M. A., Wall, A., McGuire, A. T., & Veesler, D. (2020). Structure, function, and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein. Cell, 181(2), 281–292.e6. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.058eng
dcterms.referencesPeters, T. (1996). All About Albumin: Biochemistry, Genetics, and Medical Applications. Academic Press.eng
dcterms.referencesCastillo R. Hernán, Betancor D. Lorena. Uso de biosensors en la práctica médica . Núcleo de Ingenieria Biomedica de las Facultades de Medicina e Ingenieria. Universidad de la República. Laboratorio de Biotecnologia, Facultad de Ingenieria, Universidad ORT Uruguay. 2019.spa
dcterms.referencesAndrea Correa O., Hector Parra F., Kenia Hoyos G. Diagnóstico Molecular Y Biosensores. Facultad Ciencias de la Salud, Universidad de Córdoba- Montería. 2015spa
dcterms.referencesFarfán Castro, S. I. (2021). Desarrollo de una estrategia de inmunización contra el SARS-CoV-2 basada en nanopartículas de oro [Tesis de maestría, Universidad Autónoma de San Luis Potosí]. CONACYT.spa
dcterms.referencesCastrejón Martínez, J. P. (2024). Desarrollo de un inmunosensor óptico basado en silicio poroso funcionalizado para la detección de biomarcadores de COVID-19 [Tesis de maestría, Universidad Autónoma del Estado de Morelos].spa
dcterms.referencesB. John Turkevich, P. Cooper Stevenson, and J. Hillier, ‘A STUDY OF THE NUCLEATION AND GROWTH PROCESSES I N THE SYNTHESIS OF COLLOIDAL GOLD’, Turkevich and Hillier, 1941.spa
dcterms.referencesF. Di Nardo, S. Cavalera, C. Baggiani, C. Giovannoli, and L. Anfossi, ‘Direct vs Mediated Coupling of Antibodies to Gold Nanoparticles: The Case of Salivary Cortisol Detection by Lateral Flow Immunoassay’, ACS Appl Mater Interfaces, vol. 11, no. 36, pp. 32758–32768, Sep. 2019eng
dcterms.referencesCarey, P. R. (1982). Biochemical Applications of Raman and Resonance Raman Spectroscopies. Academic Press.eng
dcterms.referencesTu, A. T. (1982). Raman Spectroscopy in Biology: Principles and Applications. John Wiley & Sonseng
dcterms.referencesSocrates, G. (2004). Infrared and Raman Characteristic Group Frequencies: Tables and Charts (3rd ed.). John Wiley & Sons.eng
dcterms.referencesParker, F. S. (1983). Applications of Infrared, Raman, and Resonance Raman Spectroscopy in Biochemistry. Plenum Presseng
dcterms.referencesLin-Vien, D., Colthup, N. B., Fateley, W. G., & Grasselli, J. G. (1991). The Handbook of Infrared and Raman Characteristic Frequencies of Organic Molecules. Academic Press.eng
dcterms.referencesKrimm, S., & Bandekar, J. (1986). Vibrational spectroscopy and conformation of peptides, polypeptides, and proteins. Advances in Protein Chemistry, 38, 181-364.eng
dcterms.referencesGómez Garzón, M. (2018). Nanomateriales, nanopartículas y síntesis verde. Revista de Medicina y Cirugía, 27(2), 75-80. https://doi.org/10.31260/RepertMedCir.v27.n2.2018.191spa
dcterms.referencesSánchez-Purrà, M., Carré-Camps, M., de Puig, H., & Hamad-Schifferli, K. (2017). Surface modification of gold nanoparticles for biosensing applications. ACS Omega, 2(8), 4409-4417. https://doi.org/10.1021/acsomega.7b00650eng
dcterms.referencesLi, J., Wuethrich, A., & Trau, M. (2018). Covalent conjugation strategies for enhanced nanoparticle biosensing. Nanoscale, 10(35), 16534-16542. https://doi.org/10.1039/C8NR04873Aeng
dcterms.referencesYang, T., Wang, Y., & Zhong, C. (2021). SERS-based diagnostics: A comparative study with PCR for SARS-CoV-2 detection. Journal of Analytical Methods in Chemistry, 2021, 9876543. https://doi.org/10.1155/2021/9876543eng
dcterms.referencesLiu H, Dai E, Xiao R, Zhou Z, Zhang M, Bai Z, et al. Development of a SERS-based lateral flow immunoassay for rapid and ultra-sensitive detection of anti-SARS-CoV-2 IgM-IgG in clinical samples. Sensors Actuators B Chem. 2020. doi: 10.1016/j.snb.2020.129196.eng
dcterms.referencesKim, H., Lee, S., Kang, T., & Yoon, J. (2020). Surface-enhanced Raman scattering for viral protein detection. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 412(24), 6113-6122. https://doi.org/10.1007/s00216- 020-02751-8eng
oaire.versioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
sb.investigacionNanotecnología, genética y química aplicadaspa
sb.programaMaestría en Genéticaspa
sb.sedeSede Barranquillaspa

Archivos

Bloque original
Mostrando 1 - 2 de 2
No hay miniatura disponible
Nombre:
PDF_Resumen.pdf
Tamaño:
237.24 KB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descargar
No hay miniatura disponible
Nombre:
PDF.pdf
Tamaño:
1.76 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descargar
Bloque de licencias
Mostrando 1 - 1 de 1
No hay miniatura disponible
Nombre:
license.txt
Tamaño:
2.93 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descripción:
Descargar

Colecciones

Maestrías

Universidad Simón Bolívar: Todos los derechos reservados / Sistema de biblioteca