Avances en física médica

Un equipo de fA�sicos de la Universidad AutA?noma de Madrid (UAM) ha logrado mejorar las caracterA�sticas de las nanopartA�culas biosensoras fabricadas a partir de metales lA�quidos plasmA?nicos, una tecnologA�a A?til para detectar precozmente enfermedades como la fibrosis quA�stica o el cA?ncer. Estos investigadores, pertenecientes al Grupo de ElectrA?nica y Semiconductores de la UAM, han trabajado durante los A?ltimos aA�os en la aplicaciA?n de las propiedades plasmA?nicas de las nanopartA�culas de galio para la creaciA?n de los primeros biosensores basados en este material, capaces de detectar con una gran sensibilidad diferentes biomolA�culas caracterA�sticas de enfermedades raras como la glucogenA?sis y la fibrosis quA�stica.

«El galio es un metal lA�quido a temperatura ambiente que puede combinarse fA?cilmente para formar partA�culas de tamaA�o nanomA�trico. Gracias a sus buenas propiedades elA�ctricas y sus bajas pA�rdidas A?pticas, estas nanopartA�culas son capaces de focalizar la luz en sus vecindades debido a la excitaciA?n de los electrones en la superficie. Este fenA?meno se denomina plasmA?n y da lugar a toda una rama de la fA�sica conocida como plasmA?nica, con numerosas aplicaciones en sensores, lA?seres, tecnologA�a fotovoltaica, etc», explica la UAM a travA�s de un comunicado.

Ahora, estos investigadores han logrado probar un «novedoso» procedimiento con el que se controla las propiedades A?pticas mediante la capa externa de A?xido en nanopartA�culas de galio. «Gracias a este proceso se podrA? sintonizar el rango de detecciA?n y mejorar las prestaciones de estos dispositivos», seA�alan. SegA?n los autores, la principal novedad de este trabajo, destacado en la portada de a�?Nanotechnologya�?, reside en la estrategia seguida para modificar el plasmA?n.

A partir de la modificaciA?n quA�mica de su superficie, los biosensores basados en nanopartA�culas de galio permiten atrapar marcadores especA�ficos de una enfermedad en muestras de sangre, saliva, o lA?grimas.

Las propiedades plasmA?nicas de las nanopartA�culas producen cambios en la absorciA?n de la luz proporcionales a la concentraciA?n de las biomolA�culas. AsA�, mediante sistemas A?pticos de bajo coste como la elipsometrA�a, se puede identificar y cuantificar la concentraciA?n de estos marcadores, permitiendo el diagnA?stico precoz y, al mismo tiempo, proporcionando al enfermo una herramienta de uso cotidiano que le permitirA? ajustar las dosis de la medicaciA?n y mejorar su calidad de vida.

El sistema es tan sensible que puede detectar concentraciones de 10 nanomolar y de 6 picomolar para el glutatiA?n (glucogenA?sis) y el ADN (fibrosis quA�stica), respectivamente.

«Los trabajos anteriores se habA�an concentrado en alterar el tamaA�o y la forma de las nanopartA�culas, e incluso el sustrato en el que se depositaban. En este trabajo, el mA�todo se basa en oxidaciones de las nanopartA�culas a baja temperatura (<300A?C), lo cual produce el desplazamiento en energA�a del plasmA?n. Esto puede hacerse de manera muy precisa variando el tiempo de oxidaciA?n y simplifica significativamente la estrategia a seguir», describen los investigadores.

«El control del plasmA?n por medio del A?xido nos permite sintonizar el mA?ximo de la absorciA?n con la energA�a deseada, por ejemplo, para obtener un mayor rendimiento del dispositivo al trabajar con luz lA?ser. AdemA?s, un aumento del espesor del A?xido aumenta la sensibilidad de la absorciA?n a menores concentraciones de biomolA�culas, lo que puede mejorar, es decir, disminuir aA?n mA?s el lA�mite de detecciA?n de los biosensores en un futuro prA?ximo», concluyen los autores.