Síntesis y caracterización de nanocatalizadores fluorescentes-mesoporosos basados en Pd

Abstract

El desarrollo de la catálisis bioortogonal ha revolucionado el mundo de la bioquímica al permitir la realización de reacciones químicas en el interior celular a demanda, sin afectar los procesos naturales. En este contexto, surgen las nanoenzimas, catalizadores artificiales basados comúnmente en metales de transición que pueden ser diseñados para catalizar reacciones sin equivalente natural, convirtiéndose en importantes herramientas en la investigación nanomédica. En este Trabajo de Fin de Grado se han sintetizado nanopartículas de sílice mesoporosas, SiO₂@Pd @mSiO₂ NPs, funcionalizadas internamente con nanocatalizadores de Pd, etiquetadas con fluoróforos y empleando la sílice como material de soporte y protección. Para ajustar los parámetros morfológicos y texturales deseados de los nanocatalizadores se ha empleado microscopía electrónica de transmisión e isotermas de adsorción. Tras alcanzar los parámetros deseados en los nanocatalizadores, se ha realizado un estudio de su actividad catalítica en medio fisiológico mediante la activación catalítica de un fluoróforo. Dicha activación transcurre satisfactoriamente tras 24 horas de reacción a temperatura corporal a través de una reacción de primer orden.

The development of bioorthogonal catalysis has revolutionized biochemistry by enabling chemical reactions to occur inside cells on demand, without affecting natural processes. In this context, nanoenzymes have emerged, which are artificial catalysts commonly based on transition metals that can be designed to catalyze reactions with no natural equivalent. These nanoenzymes have become important tools in nanomedicine research. In this undergraduate thesis, mesoporous silica nanoparticles, SiO₂@Pd@mSiO₂ NPs, were synthesized. These nanoparticles were internally functionalized with metallic nanocatalysts (Pd NPs), labeled with fluorophores, and used silica as a support and protection material. To adjust the desired morphological and textural parameters of the nanocatalysts, transmission electron microscopy and adsorption isotherms were used. Once the desired parameters were achieved in the nanocatalysts, their catalytic activity in a physiological medium was studied through the catalytic activation of a fluorophore. This activation proceeded successfully after 24 hours of reaction at body temperature through a first-order reaction.