Caracterización del conjugado no covalente de grafeno y ácido fólico mediante espectroscopia Raman y métodos computacionales

Abstract

La preparación de compuestos híbridos de biomoléculas y estructuras de tamaño nanométrico es de especial interés para el desarrollo de aplicaciones en el campo de los biosensores y la entrega de fármacos, entre otros. En este estudio se llevó a cabo la preparación de un conjugado formado por grafeno y ácido fólico cuya caracterización se hizo mediante espectroscopia Raman y el método computacional de la teoría del funcional de la densidad (DFT). El conjugado no covalente se obtuvo mediante un método rápido y sencillo de tipo “one pot”. La espectroscopia Raman permitió evidenciar la funcionalización del grafeno con el ácido fólico mediante el análisis de las relaciones en la intensidad de las señales Raman correspondiente a las bandas G y D. El método DFT mostró que la unión de grafeno y ácido fólico ocurre por la acción de fuerzas de enlace de tipo no covalente, como las interacciones de tipo π-π, y de puentes de hidrógeno. La obtención de este tipo de conjugados permitiría explorar su aplicación en el diseño de biosensores que detecten células cancerígenas con sobreexpresión de receptores de folato, con el fin de facilitar un diagnóstico eficaz y oportuno del cáncer.

Hybrid compounds formed by biomolecules and nanometric structures are attracting interest for the development of applications in the fields of biosensors and drug delivery. In this study we prepared a grapheme-folic acid conjugate which we characterized by Raman spectroscopy and the density functional theory (DFT) computational method. The non-covalent conjugate was performed through a simple and fast one-pot method. The analysis of ratio intensity of D and G bands in the Raman spectroscopy evidenced graphene functionalization. The DFT method showed that the bond between graphene and folic acid occurs by non-covalent π-π and hydrogen bond interactions. Graphene and folic acid conjugates will allow the design of biosensors for the detection of cancer cells overexpressing folate receptors using analytic devices for a faster, more effective and timely diagnosis of cancer.