Nanopart¨ªculas inteligentes para est¨ªmulos de luz

?Podemos dise?ar algo complejo y preciso en escalas de nan¨®metros? ?Podemos observarlo y manipularlo mientras funciona? ?stas parecen ser las preguntas que nos planteamos cuando pensamos en el dise?o de part¨ªculas muy peque?as sensibles a est¨ªmulos de luz altamente selectivos.

Nuestro equipo utiliz¨® confinadores de luz, llamados puntos cu¨¢nticos, y conversores de luz en calor como son las nanopart¨ªculas de oro, para que se comunicasen en distancias de unos pocos nan¨®metros sobre plataformas submicrom¨¦tricas que cambian de tama?o en funci¨®n de la temperatura. Lo que hemos dise?ado permite detectar radiaci¨®n electromagn¨¦tica de una determinada longitud de onda y traducirla en una respuesta mec¨¢nica. Espec¨ªficamente, si la radiaci¨®n electromagn¨¦tica estimuladora incide en las plataformas, ¨¦stas se contraen como esponjas que se secan. El proceso se detecta porque los puntos cu¨¢nticos atrapan la radiaci¨®n inicial y la re-emiten a una longitud de onda diferente de la inicial. A su vez, las part¨ªculas de oro act¨²an como nano-estufas: emiten calor localmente, imperceptible para nosotros pero perceptible para las plataformas sobre las que residen. Tan perceptible, que la peque?a cantidad de calor liberada las contrae dr¨¢sticamente. Este proceso se activa al instante, en nanosegundos, lo cual es importante si queremos construir dispositivos de r¨¢pida respuesta.

Si el dise?o de un dispositivo inteligente y peque?o es ya una tarea compleja, no lo es menos el poder caracterizarlo, una cuesti¨®n tecnol¨®gica que s¨®lo habitaba hasta hace poco en los guiones de cine. La ¨®ptica ha contribuido al desarrollo de sistemas de manipulaci¨®n que en vez de utilizar contacto mec¨¢nico, como instintivamente realiza el ser humano al juntar su pulgar con su ¨ªndice, utilizan luz l¨¢ser altamente concentrada, para atrapar a la manera de guante de b¨¦isbol. A esta t¨¦cnica se la conoce como pinzas ¨®pticas, y permite entre otras cosas, jugar con objetos extremadamente delicados y peque?os como son el ADN y las prote¨ªnas, o las c¨¦lulas y sus componentes interiores. Nuestro equipo de IMDEA Nanociencia en colaboraci¨®n con el Centro Nacional de Biotecnolog¨ªa, CSIC, ha adoptado esta estrategia para manipular las plataformas termo-contr¨¢ctiles. En este caso, conseguimos que el propio l¨¢ser que usamos para generar la pinza ¨®ptica sirviera como fuente de estimulaci¨®n de las nanopart¨ªculas.

?Qu¨¦ radiaci¨®n es la deseada o nociva para nosotros o para alg¨²n otro aparato en el que necesitemos integrar sistemas de vigilancia? Puede que haya muy poco espacio para almacenar sensores con respuesta precisa y r¨¢pida. El sistema que hemos dise?ado y publicado recientemente en Nano Letters sugiere una estrategia para satisfacer este tipo de requerimientos. ?Podemos integrar en chips de diagn¨®stico, como los que ya existen en aparatos para tests individuales de glucosa en sangre, sensores de radiaci¨®n perniciosa? ?Podemos integrarlos en nuestras c¨¦lulas? La capacidad de respuesta de estos sistemas ha sido demostrada en soluci¨®n acuosa, lo cual permite especular por su integrabilidad en sistemas biol¨®gicos o, al menos, su aplicabilidad como herramienta de investigaci¨®n en c¨¦lulas.

J. Ricardo Arias Gonz¨¢lez, Silvia Horme?o y Beatriz H. Ju¨¢rez son investigadores del Instituto Madrile?o de Estudios Avanzados en Nanociencia.