Un equipo de investigación de la Universidad Northwestern es el primero en capturar en video nanopartículas orgánicas que chocan y se fusionan. Esta visión sin precedentes de la "química en movimiento" ayudará a los nanocientíficos del noroeste a desarrollar nuevos métodos de administración de fármacos, así como a demostrar a los investigadores de todo el mundo cómo una técnica de imagen emergente abre una nueva ventana en un mundo muy pequeño.

Este es un raro ejemplo de partículas en movimiento. La dinámica recuerda a dos burbujas que se unen y se fusionan en una:primero se unen y tienen una membrana entre ellas, pero luego se fusionan y se convierten en una burbuja más grande.

"Tenía una imagen en mi mente, pero la primera vez que vi estas nanopartículas fusionadas en blanco y negro fue increíble, "dijo el profesor Nathan C. Gianneschi, quien lideró el estudio interdisciplinario y trabaja en la intersección de la nanotecnología y la biomedicina.

"A mi, es literalmente una ventana que se abre a este mundo que siempre supiste que estaba allí, pero ahora finalmente tienes una imagen de ella. Lo comparo con la primera vez que vi las lunas de Júpiter a través de un telescopio. Nada se compara con ver realmente " él dijo.

Gianneschi es profesor de Jacob y Rosaline Cohn en el departamento de química de la Facultad de Artes y Ciencias de Weinberg y en los departamentos de ciencia e ingeniería de materiales y de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería McCormick.

El estudio, que incluye videos de diferentes eventos de fusión de nanopartículas, será publicado el 17 de noviembre por el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

El equipo de investigación utilizó microscopía electrónica de transmisión de células líquidas para obtener imágenes directas de cómo las nanopartículas basadas en polímeros, o micelas, que el laboratorio de Gianneschi está desarrollando para tratar el cáncer y los ataques cardíacos cambian con el tiempo. La nueva y poderosa técnica permitió a los científicos observar directamente la transformación de las partículas y caracterizar su dinámica.

"Podemos ver a nivel molecular cómo la materia polimérica se reordena cuando las partículas se fusionan en un objeto, "dijo Lucas R. Parent, primer autor del artículo y becario postdoctoral de los Institutos Nacionales de Salud en el grupo de investigación de Gianneschi. "Este es el primer estudio de muchos por venir en los que los investigadores utilizarán este método para observar todo tipo de fenómenos dinámicos en sistemas de materiales orgánicos a nanoescala".

En el estudio de Northwestern, las partículas orgánicas en el agua rebotan entre sí, y algunos chocan y se fusionan, pasando por una transformación física. Los investigadores capturan la acción haciendo brillar un haz de electrones a través de la muestra. Las diminutas partículas, las más grandes tienen solo aproximadamente 200 nanómetros de diámetro, proyectan sombras que son capturadas directamente por una cámara debajo.

"Hemos observado el comportamiento de fusión clásico a nanoescala, "dijo Gianneschi, miembro del Instituto Internacional de Nanotecnología de Northwestern. "La captura de los procesos fundamentales de crecimiento y evolución de estas partículas en movimiento nos ayudará enormemente en nuestro trabajo con materiales sintéticos y sus interacciones con los sistemas biológicos".

El artículo se titula "Observación directa de la fusión y el crecimiento de micelas en solución mediante microscopía electrónica de transmisión de células líquidas".