Optimización de las condiciones de cargado de diferentes aminoácidos en matrices mesoporosas de óxido de silicio

Abstract

[ES] Los aminoácidos constituyen los elementos básicos de las estructuras proteicas, siendo por tanto necesarios para el desarrollo de células y tejidos de animales superiores. Muchos de ellos son clave en diferentes procesos biológicos, por lo que administrarlos en las dosis adecuadas es vital para lograr un óptimo estado de salud. Para administrar tanto proteínas, péptidos como aminoácidos en las dosis adecuadas y sin que éstos experimenten ningún tipo de degradación, en los últimos años se ha recurrido a la encapsulación. La encapsulación y liberación de este tipo de compuestos presenta en ocasiones problemas de eficiencia relacionados con la polaridad y carga de los mismos. En este contexto, el presente trabajo tiene por objetivo optimizar las condiciones de cargado de diferentes aminoácidos en matrices mesoporosas de óxido de silicio. Para lograr este objetivo se han sintetizado dos tipos de partícula que difieren en su morfología y tamaño de poro (MCM-41 y SBA-15), y seguidamente se han funcionalizado con diferentes proporciones de amina para dar lugar a partículas con cargas superficiales desde valores negativos (material desnudo) a positivos (materiales altamente funcionalizados). Seguidamente se ha estudiado la eficacia de la encapsulación de diferentes aminoácidos en medios tamponados a diferentes pH (pH 4.5, pH 7.5 y pH 9.5) mediante cromatografía líquida de alta resolución utilizando un detector evaporativo de dispersión de luz (HPLC-ELSD). Los resultados demuestran que para la mayoría de aminoácidos estudiados tanto el tipo de partícula, como la funcionalización y el pH del medio donde se realiza el cargado tienen un efecto significativo en la eficiencia de encapsulación.

[EN] Amino acids constitute the basic elements of protein structures, being therefore necessary for the development of cells and tissues of superior animals. Many of them are key in different biological processes, so administering them in the appropriate doses is vital to achieve an optimal state of health. To administer proteins, peptides and amino acids in the appropriate doses and without undergoing any type of degradation, encapsulation has been recently proposed. The encapsulation and release of this type of compounds presents sometimes efficiency problems which are related to the polarity and charge of the amino acids. In this context, the present work aims to optimize the loading conditions of different amino acids in mesoporous silica matrices. In order to achieve this objective, two types of particles differing in their morphology and pore size (MCM-41 and SBA-15) have been synthesized. They have been then functionalized with different proportions of amines to give rise to particles with superficial charges ranging from negative (bare material) to positive values (highly functionalized materials). The effectiveness of the encapsulation of different amino acids in buffered media at different pH (pH 4.5, pH 7.5 and pH 9.5) was then studied by high performance liquid chromatography using an evaporative light scattering detector (HPLC-ELSD). The results show that for the majority of amino acids studied, the particle type, the functionalization degree and the pH of the medium where the loading was carried out had a significant effect on the encapsulation efficiency.