31.08.2021 - University of Melbourne

Avance en el dimensionamiento de nanopartículas mediante tubos llenos de líquido

Un sencillo tubo mecánico es la clave para medir simultáneamente la masa y el tamaño de las nanopartículas

La funcionalidad de las nanopartículas en una serie de aplicaciones, como la administración de fármacos y la nanoóptica, suele estar dictada por su masa y tamaño. La medición simultánea de estas propiedades en la misma nanopartícula también ha sido un reto.

Ahora, científicos de la Universidad de Melbourne y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han descubierto que esta hazaña de medición puede realizarse pasando las nanopartículas, en su solución nativa, a través de un tubo mecánico barato y sencillo.

En un artículo publicado en Nature Communications, los investigadores detallan cómo hicieron el descubrimiento utilizando la instrumentación existente y nuevas matemáticas.

Las balanzas de masa simples funcionan siguiendo la frecuencia de un resonador mecánico. Pero, ¿pueden utilizarse estas balanzas para medir también el tamaño? Para responder a esta pregunta, el equipo estudió cómo se mueven las nanopartículas cuando se colocan en un tubo mecánico lleno de líquido que vibra.

El Dr. Jesse F. Collis, coautor e investigador de la Universidad de Melbourne, afirmó: "Mientras que las aplicaciones anteriores se han centrado en el movimiento ascendente y descendente de las nanopartículas en relación con el fluido circundante, nosotros nos preguntamos por el efecto del movimiento de rotación".

El becario postdoctoral del MIT y coautor principal, Georgios Katsikis, hizo la observación experimental clave de que la vibración del tubo puede cambiar incluso cuando el tubo no está vibrando hacia arriba y hacia abajo.

"Esto me sorprendió. Todo el mundo creía que la ausencia de movimiento ascendente y descendente significaba que no había señal. Queríamos entender qué había detrás de esta señal".

Hasta ahora, los científicos pensaban que si se hacía flotar una nanopartícula en un tubo y se la agitaba, la respuesta sería proporcional a la masa de la partícula. Pero el nuevo estudio, Inertial and viscous flywheel sensing of nanoparticles, muestra que, además de esta respuesta bien entendida, existe una segunda respuesta que es proporcional al tamaño de la partícula.

"Básicamente, la nanopartícula crea un agujero en el líquido que altera el flujo del mismo", explica el Dr. Collis. "Este fenómeno es el que nos permite desarrollar nuevas matemáticas para relacionar la vibración del tubo con el agujero y, por tanto, el tamaño de la partícula, además de su masa".

Los hallazgos tienen importantes implicaciones para la biotecnología, donde el conocimiento del tamaño de las partículas puede utilizarse para aumentar las aplicaciones existentes de la masa. Los vectores virales en el desarrollo de vacunas pueden pesarse para comprobar si el ADN se empaqueta con éxito dentro de un virus. El tamaño puede proporcionar información si el virus forma grupos de agregados, lo que reduce la eficacia del tratamiento.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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