• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  • El innovador sistema de purificación de nanopartículas utiliza campos magnéticos

    Un equipo de científicos de la Universidad de Penn State ha inventado un nuevo sistema que utiliza el magnetismo para purificar nanopartículas híbridas. El sistema tiene la promesa de ayudar a mejorar los sistemas de administración de medicamentos, tecnologías de focalización de fármacos, tecnologías de imágenes médicas, y dispositivos electrónicos de almacenamiento de información. Estas 'nano-aceitunas' se componen de una 'aceituna' de óxido de hierro con un "pimiento" de hierro y platino. Juntos, los componentes forman una estructura de partículas altamente magnéticas, que algún día puede ser útil para el almacenamiento de datos en computadoras. Más información y otra imagen asociada con esta investigación están en línea en http://www.science.psu.edu/news-and-events/2011-news/Williams9-2011. Crédito:Los grupos de investigación de Schaak / Williams, Departamento de Química, Universidad Penn State

    Un equipo de científicos de la Universidad de Penn State ha inventado un nuevo sistema que utiliza el magnetismo para purificar nanopartículas híbridas, estructuras que se componen de dos o más tipos de materiales en una partícula extremadamente pequeña que solo es visible con un microscopio electrónico. Líderes de equipo Mary Beth Williams, un profesor asociado de química, y Raymond Schaak, un profesor de química, explicó que el método nunca antes probado no solo ayudará a los científicos a eliminar las impurezas de tales partículas, También ayudará a los investigadores a distinguir entre nanopartículas híbridas que parecen ser idénticas cuando se ven bajo un microscopio electrónico. pero que tienen un magnetismo diferente, un gran desafío en la investigación reciente de nanopartículas. El sistema tiene la promesa de ayudar a mejorar los sistemas de administración de medicamentos, tecnologías de focalización de fármacos, tecnologías de imágenes médicas, y dispositivos electrónicos de almacenamiento de información. El artículo se publicará en la revista. Agewandte Chemie y está disponible en el sitio web en línea de la revista.

    Schaak explicó que la purificación de nanopartículas híbridas presenta un desafío enorme, especialmente cuando las nanopartículas están diseñadas para uso humano, por ejemplo, para la administración de fármacos o como una alternativa de medio de contraste para pacientes que se someten a estudios de resonancia magnética. "El problema es que, aunque las moléculas se sintetizan y purifican mediante métodos bien conocidos, no ha habido métodos análogos para la purificación de nanopartículas, "Schaak dijo." Las partículas híbridas son especialmente desafiantes porque los métodos que se utilizan para hacerlas a menudo dejan impurezas que no se detectan o eliminan fácilmente. Las impurezas pueden cambiar las propiedades de una muestra, por ejemplo, haciéndolos tóxicos, por lo que es un gran desafío encontrar formas de eliminar esas impurezas ".

    El equipo combinó fuerzas para encontrar una forma de purificar nanopartículas híbridas. "Tuvimos que encontrar una forma de separar las impurezas de las nanopartículas objetivo, incluso cuando estas partículas son similares en tamaño y forma, debido a las consecuencias potencialmente muy importantes de las impurezas en el uso final de nanopartículas, "Dijo Schaak. El nuevo sistema del equipo hace precisamente eso. La técnica innovadora utiliza los componentes magnéticos de las nanopartículas para diferenciarlas y separar las impurezas de las estructuras de las nanopartículas objetivo.

    "Nuestro método utiliza campos magnéticos para ralentizar el flujo de partículas a través de pequeños tubos de vidrio llamados capilares, "Williams explicó." Usamos un imán para atraer partículas magnéticas contra la pared del tubo y, cuando el campo magnético se reduce, las partículas fluyen fuera del capilar. El magnetismo aumenta a medida que aumenta el volumen de partículas, cambios tan pequeños y graduales en el campo magnético nos permiten separar y distinguir lentamente entre nanopartículas basándonos incluso en pequeñas diferencias magnéticas y estructurales ".

    Un equipo de científicos de la Universidad de Penn State ha inventado un nuevo sistema que utiliza el magnetismo para purificar nanopartículas híbridas. El sistema tiene la promesa de ayudar a mejorar los sistemas de administración de medicamentos, tecnologías de focalización de fármacos, tecnologías de imágenes médicas, y dispositivos electrónicos de almacenamiento de información. Esta 'nano-flor' es una partícula extremadamente pequeña formada por un núcleo de oro y 'pétalos' de óxido de hierro. Estructuras como ésta son de gran interés en biomedicina para la administración de fármacos y para su uso como agente de contraste de resonancia magnética. Más información y otra imagen asociada con esta investigación están en línea en http://www.science.psu.edu/news-and-events/2011-news/Williams9-2011. Crédito:Los grupos de investigación de Schaak / Williams, Departamento de Química, Universidad Penn State

    El artículo del equipo muestra cómo se pueden utilizar los campos magnéticos para separar y distinguir entre nanopartículas híbridas en una mezcla de estructuras y formas ligeramente diferentes. En un ejemplo, los investigadores separaron "nano-flores, "llamado así debido a su disposición en forma de pétalo alrededor de un núcleo sólido, de partículas de forma esférica. Williams explicó que el magnetismo de las partículas depende de su forma, por lo que las partículas de una forma diferente se adhieren a la pared capilar cuando se aplican diferentes campos magnéticos, permitiendo así a los investigadores distinguir entre las diferentes partículas.

    En otro ejemplo en el periódico, los investigadores demostraron cómo se puede utilizar el método del campo magnético con una clase de nanopartícula denominada "nano-oliva, "que es una partícula esférica compuesta por dos materiales diferentes unidos en una forma que recuerda a una aceituna. Las nano-aceitunas, que están compuestos de hierro, platino, y oxigeno, puede parecerse, pero pueden tener composiciones internas ligeramente diferentes que son imposibles de detectar con un microscopio. "Por ejemplo, algunos pueden tener más contenido de hierro, "Schaak explicó." Esta es una propiedad que podemos usar para la purificación con nuestro método porque estas nanopartículas son un poco más magnéticas. Se adhieren a las paredes de los tubos capilares con mayor facilidad, mientras que fluyen más partículas magnéticamente débiles ".

    El nuevo método de purificación y separación tiene muchas aplicaciones, especialmente en los campos de la medicina y el diagnóstico. Por ejemplo, Las nanopartículas se pueden utilizar en lugar del medio de contraste cuando los pacientes se someten a estudios de imágenes por resonancia magnética. Estas partículas podrían usarse para rastrear hacia dónde viaja una droga en el cuerpo humano. "Algunos pacientes son alérgicos a los tintes de contraste tradicionales, por lo que las nanopartículas ofrecen una alternativa prometedora, "Dijo Williams.

    Williams también explicó que uno de los sueños muy futuristas de la investigación de nanopartículas es que algún día pueda usarse para mejorar los medicamentos que combaten el cáncer. "Desafortunadamente, los medicamentos de quimioterapia no discriminan:atacan el tejido sano, así como tejido canceroso, "Dijo Williams." Si pudiéramos usar la tecnología de nanopartículas para manipular exactamente hacia dónde van los medicamentos, qué tejido atacan, y que dejan solo, podríamos reducir en gran medida algunos de los efectos secundarios negativos de la quimioterapia, como la caída del cabello y las náuseas. Pero para hacer esto, necesitamos poder separar las impurezas de las nanopartículas para que sean seguras para uso médico. Ahí es donde entra esta nueva tecnología ".

    Además de Williams y Schaak, otros miembros del equipo de investigación incluyen a Jacob S. Beveridge, Matthew R. Buck, y James F. Bondi del Departamento de Química de Penn State; y Rajiv Misra y Peter Schiffer del Departamento de Física y el Instituto de Investigación de Materiales de Penn State.


    © Ciencia https://es.scienceaq.com