(Phys.org) —Los efectos macroscópicos de ciertas nanopartículas en la salud humana han sido evidentes a simple vista desde hace mucho tiempo. Lo que les ha faltado a los científicos es la capacidad de ver los movimientos detallados de las partículas individuales que dan lugar a esos efectos.

En un estudio publicado recientemente, Los científicos del Instituto de Investigación Virginia Tech Carilion inventaron una técnica para obtener imágenes de la dinámica de nanopartículas con resolución atómica, ya que estas dinámicas ocurren en un entorno líquido. Los resultados permitirán, por primera vez, la formación de imágenes de procesos a nanoescala, como la absorción de nanopartículas en las células.

"Nos sorprendió ver la movilidad de gran alcance en objetos tan pequeños, "dijo Deborah Kelly, profesor asistente en el Virginia Tech Carilion Research Institute. "Ahora tenemos un sistema para observar el comportamiento de las nanopartículas terapéuticas a resolución atómica".

Las nanopartículas están hechas de muchos materiales y vienen en diferentes formas y tamaños. En el nuevo estudio, Kelly y sus colegas optaron por hacer que las nanopartículas de oro en forma de varilla fueran las estrellas de sus nuevas películas moleculares. Estas nanopartículas, aproximadamente del tamaño de un virus, se utilizan para tratar diversas formas de cáncer. Una vez inyectado, se acumulan en tumores sólidos. Luego, se usa radiación infrarroja para calentarlas y destruir las células cancerosas cercanas.

Para observar de cerca las nanopartículas de oro en acción, los investigadores hicieron una cámara de microfluidos hermética al vacío presionando dos chips semiconductores de nitruro de silicio junto con un espaciador de 150 nanómetros en el medio. Los microchips contenían ventanas transparentes para que el rayo de un microscopio electrónico de transmisión pudiera pasar y crear una imagen a escala atómica.

Usando la nueva técnica, los científicos crearon dos tipos de visualizaciones. El primero incluía imágenes de estructuras atómicas de nanopartículas individuales a 100, Ampliación de 000 veces:las imágenes de mayor resolución jamás tomadas de nanopartículas en un entorno líquido.

La segunda visualización fue una película capturada a los 23 años, 000 aumentos que revelaron los movimientos de un grupo de nanopartículas que reaccionaban a un haz de electrones, que imita los efectos de la radiación infrarroja utilizada en las terapias contra el cáncer.

En la película, las nanopartículas de oro se pueden ver surfeando maremotos a nanoescala.

"Las nanopartículas se comportaron como granos de arena que se concentran en una playa al romper las olas, ", dijo Kelly." Creemos que este comportamiento puede estar relacionado con por qué las nanopartículas se concentran en los tumores. Nuestro próximo experimento será insertar una célula cancerosa para estudiar los efectos terapéuticos de las nanopartículas en los tumores ".

El equipo también está probando la resolución del sistema de microfluidos con otros reactivos y materiales, acercando a los investigadores un paso más a ver los mecanismos biológicos vivos en acción con los niveles más altos de resolución posibles.

El estudio apareció en Comunicaciones químicas en el artículo "Visualización de la movilidad de nanopartículas en líquido a resolución atómica".