Las pequeñas partículas de oro son buenas para transferir calor y podrían ser una herramienta prometedora para crear un calentamiento localizado en, por ejemplo, una célula viva. En nuevos experimentos, Investigadores alemanes del Instituto Niels Bohr han medido la temperatura de partículas de oro de tamaño nanométrico con extrema precisión y han examinado su capacidad para derretir las membranas lipídicas que rodean las células. allanando el camino para disolver las células enfermas. Los resultados han sido publicados en la estimada revista Nano letras .

Las nanopartículas de oro tienen una fuerte interacción con la luz en relación a su tamaño y es precisamente su tamaño físico lo que les confiere diferentes colores. Su color es el resultado de la fuerza con la que una partícula de oro se dispersa y absorbe la luz en diferentes longitudes de onda. Por lo tanto, cuando la luz calienta la partícula de oro, el color tiene importancia para su temperatura.

La investigación se llevó a cabo en el Optical Tweezers Group del Niels Bohr Institute. Las pinzas ópticas son instrumentos sofisticados, que usando una luz láser extremadamente enfocada puede atrapar y retener partículas de oro en una escala nanométrica. Un nanómetro es una milésima de milímetro y, por lo tanto, es muy pequeño. Las partículas de oro tienen un tamaño de entre 60 y 200 nanómetros.

"Las partículas se pueden calentar con luz infrarroja de las pinzas ópticas y al encender y bajar la luz se puede controlar el calor", explica estudiante de doctorado en biofísica, Anders Kyrsting, quien realizó la investigación junto con sus colegas del grupo Optical Tweezers.

¿Pero exactamente qué tan calientes se ponen las partículas de oro extremadamente pequeñas? Es importante conocer la temperatura precisa para tener un control total sobre la situación. Las partículas son demasiado pequeñas para medirlas directamente, por lo que en su lugar puede medir indirectamente por su efecto.

Anders Kyrsting acercó cada vez más las partículas de oro caliente hacia una membrana celular artificial compuesta de lípidos. Cuando están muy cerca, los lípidos se derriten y si sabe exactamente cuándo se derriten ciertos lípidos, puede usar esto para calcular la temperatura de las partículas de oro. Resulta que las partículas de oro pueden alcanzar varios cientos de grados con una intensidad de luz de menos de 1 vatio.

Suave y eficaz

Tener una partícula caliente significa que tiene una herramienta que puede usar:una pequeña fuente de calor, que está bien definido. Al derretir los lípidos en una membrana celular, la célula se disolverá, se matará. Pero solo esa celda.

"El calor disminuye tan rápidamente que a solo un radio de una partícula de oro de la superficie, el calor es la mitad de la temperatura que en la superficie. Es decir, que a una distancia típica de la celda de la partícula, el calor habrá disminuido tanto que es inofensivo ", explica Anders Kyrsting.

"La técnica también se puede utilizar como una herramienta para cambiar las temperaturas en unos pocos microsegundos. Cuando la temperatura de la superficie de una nanopartícula de oro calentada disminuye varios cientos de grados por micrómetro, está, por ejemplo, Es posible tener dos estados separados:una forma líquida y una más sólida en sistemas celulares artificiales que consisten en pequeñas vesículas lipídicas. Aquí la superficie fronteriza entre los dos estados será muy clara, que es útil si quieres estudiar las membranas celulares ", explica Anders Kyrsting.