Síntesis eficiente y sostenible de nanopartículas del tipo Carbon Dots para el transporte de ácidos nucleicos

Los Carbon Dots (CDs) representan una familia de nanopartículas de carbono con propiedades excepcionales, tales como alta solubilidad en agua, resistencia al fotoblanqueamiento y excelente biocompatibilidad. En este trabajo, se llevó a cabo un método de síntesis de CDs funcionalizados con nitrógeno (N-CDs), mediante pirólisis asistida por microondas en un solo paso, caracterizado por ser económico, rápido y sustentable. Los solventes eutécticos profundos naturales (NADES) constituyen una clase de solventes amigables con el medioambiente que han recibido creciente atención en los últimos años. Se utilizaron como precursores glucosa (Glu) o NADES como fuentes de carbono y polietilenimina ramificada (bPEI, 10 kDa) como fuente de nitrógeno. La caracterización mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM) reveló morfologías esféricas con tamaños promedio de 9 nm para los N-CDs derivados de Glu y de 7 nm para los derivados de NADES. Los análisis de espectrofotometría UV-Vis mostraron bandas de absorción a 360 nm, vinculadas a la transición π–π* de los enlaces C=C. En términos de luminiscencia, los N-CDs obtenidos a partir de NADES exhibieron una mayor intensidad de fluorescencia en el canal azul/verde bajo irradiación UV en comparación con los derivados de Glu. La formación exitosa de los N-CDs fue confirmada por espectroscopía FTIR, evidenciando cambios estructurales respecto a los precursores. Para evaluar su potencial como vehículos de material genético, se determinó la relación nitrógeno/fósforo (N/P) mínima para la formación de nanocomplejos con ADN plasmídico mediante ensayos de retardo en gel. Los N-CDs derivados de NADES demostraron una mayor eficiencia, requiriendo una relación N/P de solo 1,5; frente al 5,5 necesario para los derivados de Glu. Finalmente, ensayos de viabilidad en S. cerevisiae indicaron que los N-CDs sintetizados con NADES poseen una menor toxicidad. En conclusión, este estudio presenta una metodología directa y ecológica para la obtención de CDs catiónicos con aplicaciones potenciales en la transformación celular y el transporte de ácidos nucleicos.