Nanopartículas magnéticas de MnFe₂O₄ biofuncionalizadas con concanavalina A: propiedades magnéticas, reconocimiento molecular y separación selectiva de glicoproteínas
Alonso-Estrada, Dania¹˒²; Ochoa-Viñals, Nayra¹; Martínez-Dena, Daniel¹; Martínez-Hernández, José Luis¹; Ramos-González, Rodolfo³; Michelena-Álvarez, Georgina Lourdes⁴; Iliná, Anna¹*
1 Cuerpo Académico de Nanobiociencia, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Coahuila. Blvd. V. Carranza e Ing. José Cárdenas V., Col. República, C.P. 25280, Saltillo, Coahuila, México. ² Centro de Investigación en Química Aplicada. Blvd. Enrique Reyna Hermosillo No. 140, C.P. 25294, Saltillo, Coahuila, México. ³ SECIHTI – Universidad Autónoma de Coahuila, Grupo de Investigación en Nanobiociencia, Facultad de Ciencias Químicas. Blvd. V. Carranza e Ing. José Cárdenas V., Col. República, C.P. 25280, Saltillo, Coahuila, México. ⁴ Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA). Vía Blanca No. 804 y Carretera Central, C.P. 11000, La Habana, Cuba.
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Abstract
La biofuncionalización superficial de nanomateriales magnéticos permite integrar en una misma plataforma la respuesta a campos magnéticos externos y mecanismos específicos de reconocimiento molecular, generando materiales funcionales para procesos selectivos de separación y recuperación. En este trabajo se evaluó un nanosistema basado en nanopartículas de MnFe₂O₄ recubiertas con quitosano y funcionalizadas con concanavalina A (ConA@CSMNP), empleando invertasas glicosiladas de S. cerevisiae y R. toruloides como modelos para evaluar su capacidad de reconocimiento molecular y de separación selectiva. El soporte magnético presentó una estructura espinela, un tamaño cristalino de 21 nm, un tamaño hidrodinámico de 180 nm y una magnetización de 40 emu/g a 300 K, lo cual resulta adecuado para su recuperación magnética. La ConA proporcionó reconocimiento selectivo de las invertasas glicosiladas y el metil-α-D-manopiranósido permitió su desorción específica. El proceso se optimizó mediante un diseño factorial 2⁴, considerando la concentración del contraligando, la fuerza iónica, la temperatura y el tiempo. Bajo las condiciones optimizadas de 1.0 M de metil-α-D-manopiranósido, 0.68 M de NaCl, 50 °C y 1 h, se alcanzaron rendimientos de desorción del 93 % y del 92 % para las invertasas de S. cerevisiae y R. toruloides, respectivamente. El material funcionalizado mantuvo eficiencias de desorción superiores al 80 % durante seis ciclos, lo que demuestra la reversibilidad y la estabilidad del nanosistema. El análisis por SDS-PAGE confirmó la recuperación e integridad de las invertasas glicosiladas. Los resultados demuestran que la biofuncionalización de MnFe₂O₄ integra la respuesta magnética, el reconocimiento molecular selectivo y la reversibilidad. La estabilidad de ConA@CSMNP durante ciclos de adsorción–desorción demuestra su potencial de reutilización, lo que posiciona al nanosistema como una plataforma funcional para la separación y la recuperación selectiva de glicoproteínas.
Keywords: MnFe₂O₄; biofuncionalización; separación por afinidad