Abstract
Las nanopartículas de conversión ascendente (UCN) han adquirido en los últimos años gran interés en la nanobiomedicina, ya que pueden tomar energía infrarroja y convertirla a un nivel de energía más alto como la luz visible, debido a una absorción secuencial de fotones o por el método de transferencia de energía. En este estudio, se sintetizaron nanopartículas de conversión ascendente (UCN) de Y 2 O 3 dopado con Yb 3+ y Er 2 3+ (1%, 1% mol), por el método de sol-gel. Las aplicaciones pueden ser múltiples, una de ellas es en bioimagen, para utilizar las UCN como bioetiquetadores de células de cáncer, después de una apropiada funcionalización de las mismas, proceso en el cual se les pone un recubrimiento y ligandos compatibles con receptores de las células cancerígenas. Las UCN fueron recubiertas con una fina capa de sílica por el método de Stöber, posteriormente funcionalizadas con aminosilanos por el método APTES/TEOS. Después se realizó una conjugación de los grupos amino con el ácido fólico, para que este ligando se pudiera unir con receptores de células de cáncer de cérvix (HeLa). Se realizaron pruebas de citotoxicidad de las UCN con las células HeLa por medio del ensayo colorimétrico MTT (metil134 thiazoliltetrazolio). Se utilizaron concentraciones de nanopartículas de 0.001 µg/mL a 1 µg/mL. Se encontró que algunas concentraciones de las UCN al desnudo fueron citotóxicas para las células, pero cuando éstas fueron funcionalizadas no hubo citotoxicidad. Las UCN al desnudo y funcionalizadas fueron caracterizadas con el microscopio de transmisión electrónica (TEM), espectroscopia infrarroja de Fourier (FTIR) y el espectrofotómetro. Las UCN tienen un tamaño promedio de 70 nm (±10 nm) con un buen espectro de luminiscencia en comparación con las nanopartículas no recubiertas. Por último, también fueron analizadas las nanopartículas internalizadas en las células HeLa con el microscopio de epifluorescencia confocal para obtener imágenes de las mismas. Se observó la presencia de las UCN dentro del citoplasma de las células, lo que confirma su uso como bioetiquetadores de células de cáncer de cérvix. Palabras claves: funcionalización con ácido fólico-aminosilanos, nanopartículas, síntesis sol-gel, luminiscencia de conversión ascendente, bioetiquetadores.

Upconversion nanoparticles (UCN) have gained interest because they can absorb near infrared radiation (NIR) and upconvert it into to higher energy light, such as the visible range, through the sequential absorption of multiple photons or energy transfer. The UCN Y 2 O 3 co-doped with Yb and Er 3+ Revista Internacional de Investigación e Innovación Tecnológica was synthesized by sol-gel method. These UCN find application in bioimaging, as biolabels, to diagnose and visualize cancer cells, after coating and functionalization with ligands that bind to receptors on the surface of the cell. The UCN were coated with a silica shell using Stöber method and functionalized with aminosilane (APTES/TEOS) to enable folic acid conjugation. After the folic acid conjugation, the cytotoxicity of UCN was tested on human cervix carcinoma cells (HeLa) with a colorimetric assay based on the reduction of the MTT reagent (methy-134 thiazolyltetrazolium). Different concentrations of bare and functionalized UCN between 0.001 µg/mL to 1 µg/mL were used. The MTT assays show that some concentrations of bare UCN of Y 2 Página principal: www.riiit.com.mx O 3 : Er 3+ , Yb 3+ (1%, 1% mol) were cytotoxic for cervical 3+ Vol. 4, No. 24 Enero – Febrero 2017 adenocarcinoma cells (HeLa); however the functionalized UCN were not cytotoxic. The bare and functionalized UCN were analyzed by transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and luminescence measurements. The results reveal that functionalized UNC have a particle size of 70 nm (±10 nm) with a good luminescence spectrum in comparison with the bare UCN. Finally, imaging studies were performed by epifluorescence confocal microscopy; these revealed that UCN functionalized with folic acid were internalized by HeLa cells. The fluorescence signal of folic acid-UCN was localized into the cell cytoplasm, confirming with this their efficiency to be used as biolabels. Keywords: aminosilane-folic acid functionalization, nanoparticles, sol-gel, upconversion luminescence, biolabels.