Nanopartículas Esféricas de Oro-Carbonato Cálcico de Concha de Berberecho: Fabricación, Caracterización y Citotoxicidad para Uso Biomédico

Resumen

Reportamos síntesis simple, eco-amigable de nanopartículas esféricas híbridas oro-conjugadas de carbonato cálcico derivado concha berberecho (Au-CSCaCO₃NPs) y evaluamos sus propiedades fisicoquímicas y biocompatibilidad. Nanopartículas oro producidas por reducción citrato y acopladas con aragonita CaCO₃ extraída de conchas Anadara granosa vía precipitación mediada por dodecil dimetil betaína. Partículas híbridas resultantes 35 ± 16 nm diámetro, carga superficial negativa (−16,4 mV), pico LSPR característico 530 nm. Ensayos citotoxicidad en células MCF-7 y NIH-3T3 revelaron >70 % inhibición células cancerosas a 100 µg mL⁻¹ preservando fibroblastos, indicando biocompatibilidad selectiva. Hallazgos sugieren Au-CSCaCO₃NPs como plataforma prometedora para administración fármacos dirigida e imagen.

Introducción

Nanopartículas monodispersas son críticas para aplicaciones biomédicas avanzadas: administración fármacos, imagen, biosensores. Nanopartículas oro (AuNPs) proveen propiedades ópticas ajustables, mientras carbonato cálcico biogénico, especialmente polimorfo aragonita conchas berberecho, ofrece excelente biocompatibilidad y alta área superficial. Síntesis convencional CaCO₃ a menudo produce mezclas calcita/vaterita no biogénicas, inadecuadas uso clínico. Nuestro enfoque combina protocolo reducción oro escalable, costo-efectivo con precipitación mediada dodecil dimetil betaína de CaCO₃ concha berberecho, produciendo nanomaterial híbrido que retiene propiedades ventajosas ambos componentes.

Métodos

Materiales

Cloruro oro(III) trihidrato, citrato trisódico, dodecil dimetil betaína (BS-12), verde indocianina (ICG), reactivos estándar cultivo celular de proveedores comerciales. Conchas berberecho frescas obtenidas localmente, lavadas, secadas, molidas <90 µm polvo, usadas directamente síntesis CaCO₃.

Síntesis AuNPs

Cloruro oro(III) (0,1 % p/v) reducido con 1 % citrato trisódico a 100 °C 15 min, produciendo coloide rojo brillante. Reacción: 2 HAuCl₄ + 3 C₆H₈O₇ → 2 Au + 3 C₃H₆O₅ + 8 HCl + 3 CO₂.

Preparación Nanopartículas CaCO₃ Concha Berberecho (CSCaCO₃NPs)

2 g polvo concha dispersados 50 mL agua desionizada con 0,5 mL BS-12, agitados 1000 rpm, 50 °C 135 min. Precipitado filtrado, lavado, secado, molido 5 días 200 rpm obtener partículas CaCO₃ esféricas monodispersas.

Conjugación Formar Au-CSCaCO₃NPs

0,2 g CSCaCO₃NPs y 5 mg ICG mezclados con 20 mL coloide AuNP (pH 7). Suspensión sonicada (20 min) y agitada (200 rpm) 3 días, luego ultracentrifugada 10 000 rpm recuperar conjugado, lavado y secado.

Caracterización

• Microscopía Electrónica Transmisión (TEM): 19–51 nm partículas esféricas, media 35 ± 16 nm.
• SEM Emisión Campo & EDX: morfología, composición elemental (C 65 %, O 13,5 %, Ca 0,02 %, Cu 17,6 %, Au 3,9 %).
• IR Transformada Fourier: picos 1455, 1059, 854, 706 cm⁻¹ indicando firmas carboxilato y aragonita.
• UV-Vis: pico LSPR 530 nm.
• Potencial Zeta: −16,4 ± 3,8 mV, PdI < 0,5.

Cultivo Celular & Citotoxicidad

Células MCF-7 (adenocarcinoma mama) y NIH-3T3 (fibroblasto ratón) cultivadas DMEM 10 % FBS. Sembradas placas 96 pozos (5 × 10³ células/pozo) expuestas Au-CSCaCO₃NPs (25–100 µg mL⁻¹) 24, 48, 72 h. Viabilidad medida ensayo MTT (570 nm).

Resultados y Discusión

Propiedades Fisicoquímicas

Nanopartículas híbridas uniformemente esféricas, distribución tamaño estrecha, carga superficial fuertemente negativa, indicando buena estabilidad coloidal. Desplazamiento pico LSPR confirma conjugación oro exitosa.

Citotoxicidad

Au-CSCaCO₃NPs inhibieron >70 % proliferación MCF-7 a 100 µg mL⁻¹ reduciendo viabilidad NIH-3T3 solo ~40 %. Valores IC₅₀ 25–50 µg mL⁻¹ células cancerosas y >80 µg mL⁻¹ fibroblastos, demostrando citotoxicidad selectiva.

Conclusiones

Establecimos ruta escalable, ambientalmente amigable para producir nanopartículas esféricas Au-conjugadas CaCO₃ concha berberecho con tamaño controlado, excelente estabilidad y actividad anticancerígena selectiva. Estos híbridos son candidatos prometedores para administración fármacos dirigida, imagen y aplicaciones teranósticas.