Científicos de la Universidad ITMO han desarrollado un método de producción de nanopartículas biointegrables que se pueden controlar mediante calor. Con irradiación de luz, estas partículas cambian no solo su forma, pero su color, también. Este descubrimiento será beneficioso para el desarrollo de biosensores no invasivos, sistemas de señales, y tintes no tóxicos. Los resultados del estudio fueron publicados en la revista Angewandte Chemie .

Según los autores del estudio, el problema de los nanomateriales controlados se ha resuelto durante un tiempo, pero los sistemas existentes son bastante tóxicos para los organismos vivos, limitando así su ámbito de aplicación en medicina y biología. Investigadores de la Universidad ITMO, sin embargo, logró producir un material totalmente biocompatible con propiedades controlables.

"Las nanopartículas están compuestas de núcleos de silicio y conchas de biopolímero. Las sustancias que componen las conchas poseen diferentes cualidades hidrofóbicas / hidrofílicas, es decir, la forma en que sus moléculas reaccionan al agua. Pudimos usar eso para hacer que las partículas se contraigan o expandan dependiendo de factores externos, "explica Anna Nikitina, miembro del personal del Centro Científico de Infoquímica de la ITMO.

Las nanopartículas cambian tanto de forma como de color bajo la influencia térmica. Se pueden utilizar por ejemplo, para realizar mediciones de temperatura local no invasivas en tejidos biológicos o para diseñar sistemas de sensores capaces de analizar procesos internos en organismos vivos. Los nuevos sistemas controlables también se pueden utilizar para crear tintes controlados térmicamente y con luz similar a los moduladores de cristal líquido utilizados en holografía y litografía. Los cambios en el color de las partículas se producen únicamente debido a transformaciones estructurales.

"Nuestras partículas controladas pueden recopilar datos del interior de un organismo sin la necesidad de dispositivos complejos adicionales, como sensores espectrales ultrasensibles. Un simple cambio de color nos permite monitorear fácilmente lo que le sucede a la partícula en tiempo real. La tecnología es de usos múltiples, también:cada partícula se puede encender y apagar varias veces, "dice Valentin Milichko, miembro del personal de la Facultad de Física e Ingeniería de la Universidad ITMO.

Los investigadores han estado desarrollando estos sistemas controlados durante tres años, durante el cual experimentaron con varios tamaños y características espaciales de las nanopartículas, así como también buscó polímeros que exhibieran el desempeño deseado. Por ahora, la eficiencia de los sistemas se ha confirmado únicamente en condiciones de laboratorio. El siguiente paso del estudio serán las pruebas in vitro.