Los investigadores producen nanopartículas especiales y revelan su estructura interna por primera vez
Las nuevas nanopartículas de cadena única podrían utilizarse en medicina o como nanorreactores en los que se produzcan reacciones químicas
Unas diminutas nanopartículas pueden estar provistas de colorantes y podrían utilizarse para nuevas técnicas de obtención de imágenes, como demuestran químicos y físicos de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU) en un estudio reciente. Los investigadores también han sido los primeros en determinar completamente la estructura interna de las partículas. Sus resultados se han publicado en la prestigiosa revista "Angewandte Chemie".
Las nanopartículas de cadena única (SCNP) son un material atractivo para aplicaciones químicas y biomédicas. Se crean a partir de una sola cadena de moléculas que se pliega en una partícula cuya circunferencia mide entre tres y cinco nanómetros. "Como son tan pequeñas, pueden viajar por todo el cuerpo humano y utilizarse para una gran variedad de fines", afirma el profesor Wolfgang Binder, del Instituto de Química de la MLU. Al tratarse de un nuevo campo de investigación, algunas preguntas siguen sin respuesta. Hasta ahora, por ejemplo, la estructura interna de las partículas sólo se había supuesto, pero no se había resuelto definitivamente.
Después de que Binder y su equipo desarrollaran nuevas nanopartículas de cadena única que podrían utilizarse en medicina, quisieron saber más sobre su estructura. "Llegamos a la conclusión de que las nanopartículas que desarrollamos debían tener una estructura interna especial", dice Binder. Para averiguarlo, se puso en contacto con colegas de los departamentos de química y física de la MLU. Mediante una combinación de resonancia de espín electrónico y espectroscopia de fluorescencia, los científicos pudieron visualizar por primera vez la estructura de una SCNP. "Forman una especie de nanobolsa que puede proteger un colorante u otras moléculas", explica Binder. Sus descubrimientos coinciden con las hipótesis anteriores sobre la posible estructura espacial dentro de estas diminutas partículas.
El objetivo del grupo de investigación de Binder es desarrollar nanopartículas para pruebas de diagnóstico. Sin embargo, producir las nanopartículas es una tarea compleja. "Tienen que ser prácticamente invisibles para el cuerpo", explica Justus Friedrich Hoffmann, estudiante de doctorado del grupo de investigación de Binder. No pueden ser destruidas por el sistema inmunitario del cuerpo y también deben tener los sitios de unión internos adecuados para poder almacenar y proteger un colorante u otra molécula. Además, tienen que ser hidrosolubles para que puedan ser transportados por el torrente sanguíneo. "Suelen formar grandes aglomeraciones, pero ahora hemos podido producir partículas individuales", dice Hoffmann. Utilizaron un truco químico para condensar la cadena en la forma deseada.
El colorante, que se incorpora durante el proceso de fabricación, se utilizará para la llamada imagen fotoacústica. El procedimiento representa una alternativa a la tomografía por ordenador, pero sin la peligrosa radiación. Permite observar varios centímetros de profundidad en el tejido desde el exterior del cuerpo. Normalmente, el cuerpo destruye rápidamente el colorante, dice Binder. Las diminutas nanopartículas protegen el colorante, que podría utilizarse, por ejemplo, en la visualización de tumores a los que entraría a través de los vasos sanguíneos.
Las SCNP también pueden utilizarse en una amplia variedad de otras aplicaciones. Por ejemplo, podrían utilizarse como nanorreactores en los que se produzcan reacciones químicas.
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