El análisis de las cantidades más ínfimas de muestras farmacéuticas es de crucial importancia para la investigación y síntesis de nuevos medicamentos. Por el momento representa un desafío técnico, pero un nuevo método de medición infrarrojo desarrollado por TU Wien en colaboración con dos grupos de investigación de Copenhague puede remediar esto.

Los materiales para productos farmacéuticos son un bien caro, lo que significa que se requiere la debida precaución cuando se trata de sintetizar nuevos medicamentos, por ejemplo. Se requiere un instrumento de medición preciso para probar o adaptar la composición deseada. Un método de medición común hasta la fecha ha sido la espectroscopia infrarroja. Sin embargo, la muestra debe prepararse primero antes de poder analizarla. El material farmacéutico puede, por ejemplo, disolverse en una solución acuosa. Sin embargo, el alto grado de absorción de luz que presenta el agua dificulta la medición precisa. Las alternativas serían liofilizar el material, o prepararlo en forma de polvo, pero ambas opciones requieren aprox. 1 mg del material que, dependiendo de para qué se va a utilizar, es una cantidad relativamente grande. El profesor Silvan Schmid del Instituto TU Wien de Sistemas de Sensores y Actuadores, junto con dos grupos de investigación de la Universidad Técnica de Dinamarca y la Universidad de Copenhague, ha desarrollado un nuevo método de medición que ya ofrece mediciones precisas a partir de las cantidades de muestra más pequeñas.

Vibración de moléculas

"Una gran fuente de errores en el proceso de medición se puede atribuir a la preparación de la muestra, donde la manipulación directa del material de la sonda fomenta la contaminación, "explica el profesor Schmid. En el método de medición desarrollado, el material de muestra se agrega directamente de una solución y posteriormente se convierte en un aerosol. A continuación, el material de la sonda se transporta junto con el aire del aerosol y se sopla directamente en el instrumento de medición, sin riesgo de contaminación por manipulación. Dentro del instrumento, el aerosol se sopla a través de un filtro de aire vibrante, hecho de nitruro de silicio, y es capturado allí. "Nuestro método se basa en resonadores nanomecánicos. Estos pueden compararse con pequeños tambores perforados, que también pueden vibrar a frecuencias de resonancia específicas, "explica el profesor Schmid. Estos filtros vibrantes son alrededor de 1, 000 veces más delgado que un mechón de cabello y alrededor de 500-1000 µm de ancho. Además, los filtros cuentan con electrodos para medir la vibración del tambor del filtro. A continuación, se alinea un láser infrarrojo con el filtro. La luz del láser estimula la vibración molecular en el material de muestra adsorbido en el filtro. que calienta el tambor, creando así una desafinación medible de la vibración mecánica. Las vibraciones moleculares del material de la sonda se pueden obtener sintonizando la longitud de onda de la fuente de infrarrojos y monitorizando simultáneamente la frecuencia del filtro. "Hemos medido los picos de vibración molecular de compuestos farmacéuticos, como la indometacina, que concuerdan con sus espectros de absorción esperados. Es más, nuestro método requiere menos de una millonésima parte del material de muestra necesario para una espectroscopia infrarroja estándar, "explica el profesor Schmid con entusiasmo.

Siguiente paso:mayor sensibilidad y aplicación industrial

Silvan Schmid continúa dando más pasos hacia una aplicabilidad industrial realista con su investigación. Entre otras cosas, su grupo está trabajando actualmente en la optimización del filtro vibratorio, para aumentar aún más la sensibilidad. Esto permitiría una reducción adicional en la cantidad de material de muestra requerido.