Interacciones bio-nano: proteínas de unión, polisacáridos, lípidos y ácidos nucleicos sobre nanopartículas magnéticas

El principal interés en las nanopartículas como plataforma de aplicación para la biotecnología surge de su alta relación superficie-volumen. Las nanopartículas de óxido de hierro (IONPs) son particularmente atractivas debido a su comportamiento superparamagnético, que permite la bioseparación utilizando campos magnéticos externos. Para diseñar biomateriales avanzados, mejorar las capacidades de unión y desarrollar soluciones de procesamiento innovadoras, es fundamental una comprensión exhaustiva de los factores que rigen la unión orgánico-inorgánica en solución, aunque aún no se ha logrado, dada la amplia variedad de influencias químicas y físicas. Este documento ofrece una revisión crítica de los estudios experimentales de las interacciones entre IONPs de bajo costo (óxidos de hierro desnudos, superficies recubiertas de sílice o fácilmente funcionalizables) y los principales grupos de biomoléculas: proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y carbohidratos. Se presta especial atención a las fuerzas impulsoras y las interdependencias responsables de las interacciones en la interfaz sólido-líquido, a las características estructurales únicas de cada clase biomolecular y a las condiciones ambientales que influyen en la adsorción. Además, se incluyen estudios centrados en mezclas, que aún son raros, pero absolutamente necesarios para comprender la biocorona. Esta revisión concluye con una discusión sobre el trabajo futuro necesario para llenar los vacíos en el conocimiento de las interacciones bio-nano, buscando mejorar las capacidades de orientación de las nanopartículas en sistemas complejos y abrir la puerta a procesos multipropósito de reconocimiento y bioseparación.