Aplicacion-estructuras-liposomales-diferente-tamanIãÆo

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 ENCUENTRO FACULTAD DE CIENCIAS-UPTC 
Décima Versión 
II ENCUENTRO NACIONAL 
Segunda Versión 
“Ciencia, Tecnología e Innovación en la Sociedad” 
6, 7 y 8 de octubre 2015 - Tunja, Colombia 
ISSN 2389-8321 (en línea) 
 
 
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5.4.8 APLICACIÓN DE ESTRUCTURAS LIPOSOMALES DE DIFERENTE TAMAÑO. 
 
Leidy Malaver,1, Jorge Muñoz Malpica2, Claudia Macias2*. 
1 UPTC, Av Central del Norte Km 7. Tunja, Colombia 
2 Centro de laboratorios UPTC Tunja. Laboratorio de Investigación LN-414 y 
LS-218, Código COL0036188., Tunja. Colombia. 
* loryclau15@hotmail.com (email a quien debe dirigirse la correspondencia 
indicado con *) 
Introducción 
Los liposomas son estructuras miméticas de la membrana celular, 
compuestas por una membrana bilipídica que se auto-ensambla en forma 
esférica hueca en su interior, por este motivo poseen propiedades 
anfifílicas [1]. Generalmente, los liposomas están compuestas por 
diacetilenos puesto que se usan como sensores gracias a que son usados 
como traductores colorimétricos, debido a las propiedades cromáticas 
que exhiben ante diferentes perturbaciones tanto fisicoquímicas como 
biológicas [2]. Puesto que interfieren directamente en la superficie con los 
grupos carboxílicos o con elementos de reconocimiento molecular. Dicha 
propiedad colorimétrica ha permitido la aplicación de liposomas de 
polidiacetileno para el reconocimiento de analítos y su cuantificación 
colorimétrica en sensores de liposomas conformadas por PDA. [3,4] Los 
liposomas, desde la antigüedad han sido usadas como contenedores, 
sensores, en el transporte y la liberación de medicamentos, entre otros. 
Dentro de los sensores se encuentran dos tipos: sensores fisicoquímicos, 
como sensores de pH, temperatura, presión y especies químicas y los 
sensores biológicos usados para la detección de virus, toxinas, bacterias, 
entre otras especies biológicas [5]. El método de fabricación de dichas 
estructuras se elige teniendo en cuenta la composición, el tamaño de 
vesícula y la naturaleza del principio activo que se pretende incluir en el 
sistema. [6] De acuerdo a lo anterior, se mostrarán las formas de 
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producción de los liposomas tales como depósito de capa hidratada, 
electroformación [7,8] y sus aplicaciones como sensor térmico y 
encapsulante. 
A partir de esto la obtención e implementación de estructuras liposomales 
micrométricas y nanométricas como encapsulante y sensor de 
temperatura respectivamente se realizó teniendo en cuenta los avances y 
el activo campo de investigación en ciencia de materiales nano-
estructurados y el gran interés por el estudio micro, donde es fundamental 
el uso de las herramientas analíticas, las cuales fueron usadas para la 
cuantificación de estructuras liposomales, verificando la transformación 
colorimétrica debido a los cambios en la conjugación polimérica de la 
cadena eno-ino que contiene los electrones π, dando como resultado de 
cambios en la absorción debido a la interacción polidiacetileno – 
perturbación térmica. 
Este trabajo se enfoca en la caracterización de liposomas polimerizables 
de tamaño nanométrico comparado a liposomas de tamaño 
micrométrico, diferencias en el método de síntesis y sus propiedades 
químicas respecto a la transición termo colorimétrica. 
Materiales y Métodos 
La síntesis de estructuras liposomales nanométricas (SUVs <50 nm) se 
desarrolló por el método de depósito de capa hidratada [7] y el método 
de electroformación [8] para liposomas micrométricas (≥1 µm), usando 
como lípidos el ácido 10,12-pentacosadiinoico (PCDA de sus siglas en 
inglés), dimiristoilo de fosfocolina (1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-
phosphocholine DMPC), ácido 10,12-pentacosadiinoico modificado con N-
hidroxisuccinimida, diclorometano (CH2Cl2) de grado analítico como 
solvente. La electroformación se realizó en celdas electroquímicas tipo 
sándwich, con laminillas de ITO (oxido de indio y estaño), electrodo auxiliar 
de cobre y sacarosa 10% p/p como electrolito de soporte. 2 mL de PCDA 
de liposomas se polimerizó por irradiación con luz ultravioleta con longitud 
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de onda de 254 nm durante tres minutos usando una fuente de Pen Ray UV 
(4,5 mW/cm2). 
La caracterización de dichas estructuras se realizó por microscopia 
electrónica de barrido (SEM) en presencia de pireno como fluoróforo, 
espectroscopia uv-vis y Espectroscopia fluorescencia. 
La aplicación de las estructuras liposomales se realizó según su tamaño, 
para esto las liposomas nanométricas serán usadas como sensores de 
temperatura y las micrométricas como encapsulantes. 
El mecanismo de acción de liposomas para el reconocimiento 
colorimétrico se fundamenta en la transformación de los liposomas 
conjugadas azules a rojas como resultado de la interacción entre el PDA y 
cambios conformacionales inducidos térmicamente. El indicador estándar 
del cambio colorimétrico (%RC) de sus siglas en inglés percentage 
colorimetric response que se define mediante la ecuación 1. 
 
Ecuación 1 porcentaje de respuesta colorimétrica. 
 
Ecuación 2 Absorbancia de las bandas azul y roja. 
PB corresponde a la relación de la máxima intensidad de absorbancia de 
las bandas azul y roja presentada por la muestra no perturbada (PB0) y por 
la muestra perturbada (PBi). 
 
Resultados y Discusión. 
Caracterización de Liposomas: el espectro uv-vis de los liposomas 
sintetizados se presenta en la figura 1. Se observa la banda característica 
a 656 nm atribuida a la transición π-π* de los dobles y triples enlaces 
integrados. El hombro a 610 nm responde a la estructura vibracional del 
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polímero diacetileno. Obteniendo los liposomas polimerizadas de color azul 
con una máxima absorbancia aproximada a los 656 nm y ante la 
presencia de temperatura a simple vista se observa un cambio 
colorimétrico y posteriormente en el espectrofotómetro el cambio de una 
longitud de onda de menor energía (color azul a 650 nm) que corresponde 
a la transición π-*π en los liposomas azules a una de mayor energía (color 
rojo a 550 nm), aproximadamente. Este comportamiento es consecuencia 
del incremento energético que induce la contracción de los enlaces de los 
orbitales moleculares presentes en la cadena de conjugación eno-ino 
ante una alteración. [9] 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1. Espectro uv-vis de liposomas a diferentes temperaturas. 
Los espectros mostrados permitieron realizar la comparación del 
comportamiento de liposomas gigantes de sufrir una perturbación térmica, 
lo que posibilitó la obtención de diferentes valores de absorbancia para 
calcular la respuesta colorimétrica, según la ecuación 1. Los resultados 
preliminares muestran que el CR% de las liposomas gigantes o de orden 
micrométrico es de 35%, mientras para las nanoliposomas es de 22%. 
De forma notable los resultados evidencian que los liposomas de orden 
micrométrico y nanométrico presentan comportamiento favorable al 
ejecutar una perturbación por temperatura respectivamente, lo cual 
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permitirá aplicar dichas estructuras como sensor de temperatura y agente 
encapsulante respectivamente. 
La caracterización por microscopia de fluorescencia, se presenta en la 
figura 3 que corresponde a las liposomas gigantes obtenidas, con un 
tamaño de 50 um y el color azul es característico de la fluorescencia de 
pireno contenido en las liposomas gigantes. 
 
 
 
 
 
 
Figura. 2 Fluorescencia de liposomas gigantes 50 µm. 
 
 
 
 
 Figura 3Micrografía electrónica de barrido (SEM) de liposomas gigantes. 
Importancia y aplicación 
Los liposomas de DMPC-PCDA poseen características de transición 
colorimétrica y fluorescencia en función del nivel energético de la cadena 
conjugada eno-ino, adicionalmente la microscopia mostró la exitosa 
elaboración de liposomas de orden micrométrico con forma esférica y de 
tamaño homogéneo que oscilan entre 10 a 60 µm de diámetro lo que 
permite emplear dichas estructuras para los fines propuestos, como 
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encapsulante lo que permitiría su futura aplicación en la campos como el 
industria alimentaria y el análisis químico. 
 
Referencias 
[1] Sun, S; Chen, T; Huang, S; Li, L. Peng, H. "Chromatic polydiacetylene with 
novel sensitivity." Chem. Soc. Rev 39, China, 4244–4257. (2010) 
[2] Dogra, N., Li, X., Kohli, P. "Investigating Ligand-Receptor Interactions at 
Bilayer Surface Using Electronic Absorption Spectroscopy and Fluorescence 
Resonance Energy Transfer." Langmuir, 28, 36, 12931-13136. (2012) 
[3] Yuan, Z; Hanks, T. "A reversible colorimetric and fluorescent 
polydiacetylene vesicle sensor platform”. Polymer 49, United States, 5023–
5026. (2007) 
[4] Jelinek, R. y Kolusheva, S. "Biomolecular sensing with colorimetric 
vesicles." Top Curr Chem, 277. D. Heidelberg, 155-180. (2007). 
[5] "Polydiacetylene Liposomes Functionalized with Sialic Acid Bind and 
Colorimetrically Detect Influenza Virus.” J. Am. Chem. Soc. 117, 829-830. 
(1995) 
[6] Clares, B. "Sistemas de Transporte y Liberación de Fármacos de 
Aplicación Tópica: Liposomas multilamilares portadores de Acetonido de 
Triamcinolona." Tesis doctoral. Universidad de Granada España (2003). 
[7]Angelova, M., Dimitrov, D. Liposome Electroformation, Faraday Discuss. 
Chem. SOC., 81, 303-311. (1986) 
[8]Estes, D. y Mayer, M. Giant liposomes in physiological buffer using 
electroformation in a flow chamber. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - 
Biomembranes Vol 1712. Issue 2, United States, 152 – 160. (2005) 
[9] Ji, E. Ahn, D y Kim, J. “The Fluorescent Polydiacetylene Liposome” Bull. 
Korean Chem. Soc. Vol. 24, No. 5. Korea, 669. (2003) 
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