Desarrollo de plataformas fototérmicas: potencial aplicación en biotecnología

Abstract

El presente Trabajo de Fin de Grado se centra en la síntesis y caracterización de plataformas nanohíbridas con propiedades fototérmicas, basadas en nanopartículas de oro esféricas (AuNPs) y cilíndricas (AuNRs) inmovilizadas en materiales 3D. Tras evaluar su resonancia de plasmón superficial y propiedades fisicoquímicas, se seleccionaron las partículas óptimas para su inmovilización en matrices de sílice (sol-gel) e hidrogeles acrílicos. Los ensayos fototérmicos mostraron que las AuNPs son eficientes a 520 nm y las AuNRs en el infrarrojo cercano (808 nm), logrando incrementos de hasta 25 °C en pocos minutos. Al optimizar la inmovilización, las plataformas conservaron su capacidad fototérmica, siendo la agregación un factor clave en su respuesta óptica y térmica. Finalmente, la coinmovilización de la enzima Lacasa con AuNPs en sol-gel aumentó la actividad enzimática bajo irradiación, lo que pone de manifiesto el potencial de estas plataformas en hipertermia, catálisis y liberación controlada.

This Final Degree Project focuses on the synthesis and characterization of photothermal nanohybrid platforms based on spherical gold nanoparticles (AuNPs) and gold nanorods (AuNRs) immobilized in 3D materials. After evaluating their surface plasmon resonance and physicochemical properties, the optimal particles were selected for immobilization into silica matrices (sol-gel) and acrylic-based hydrogels. Photothermal assays showed that AuNPs exhibit high efficiency under 520 nm irradiation, whereas AuNRs are more efficient in the near-infrared region (808 nm), reaching temperature increases of up to 25 °C within a few minutes. Upon optimizing the immobilization conditions, the platforms retained their photothermal capacity, with the degree of aggregation being a key factor on their optical and thermal response. Finally, the co-immobilization of the laccase enzyme with AuNPs in a sol-gel matrix enhanced enzymatic activity under irradiation, supporting the potential of these platforms for photoactive applications such as hyperthermia, catalysis, and controlled release.