viernes, 18 de mayo de 2018

Síntesis “de abajo hacia arriba” de grafeno nanoporoso multifuncional

La inclusión de poros de dimensiones nanométricas en el grafeno, puede convertirlo  de semi-metal a semiconductor y transformarlo de una película de membrana impermeable a un tamiz molecular muy efectivo. Sin embargo, producir  poros hasta de un nanómetro y al mismo tiempo cumplir con las estrictas restricciones estructurales impuestas por las aplicaciones, representa un gran problema para las estrategias de síntesis existentes "de arriba hacia abajo".  Los autores, de varias instituciones de España, proponen un nuevo método de síntesis de "abajo hacia arriba", para sintetizar grafeno nanoporoso con  una matriz ordenada de poros, cuyos tamaños se pueden ajustar  hasta 1 nanómetro. El tamaño, la densidad, la morfología y la composición química de los poros se definen con precisión atómica mediante el diseño de los precursores moleculares. El grafeno nanoporoso es un semiconductor altamente versátil que presenta propiedades de  tamizado y detección eléctrica de especies moleculares, simultáneamente.
Los resultados fueron publicados recientemente en Science.

viernes, 11 de mayo de 2018

El hemateno, nuevo material bidemensional a partir de la hematita

A partir del descubrimiento del grafeno, el material bidimensional más estudiado, se han sintetizado muchos materiales inorgánicos que consisten de una capa bidimensional (2-D). Los minerales son los mejores precursores para producir capas atómicas altamente ordenadas y de grano grande mediante exfoliación. A partir de la exfoliación de mineral de hierro, hematita (α- Fe2O3), un grupo internacional de investigadores de la Universidad de Rice, en EUA, procesó un nuevo material bidimensional  al que denominaron “hemateno”. La morfología bidimensional del hemateno se confirmó por microscopía electrónica de transmisión. Las mediciones magnéticas junto con los cálculos de la teoría funcional de la densidad confirman el orden ferromagnético en el hemateno, mientras que la hematita exhibe un orden antiferromagnético. Cuando se carga en matrices de nanotubos de titanio, el hemateno mejora la actividad fotocatalítica con luz visible.

Publicado recientemente en Nature Nanotechnology

Mas información en Phys.org/Nanotecnology

miércoles, 2 de mayo de 2018

Confinamiento de plasmones en una heteroestructura van der Waals en el espacio de un átomo.

En un reporte reciente, investigadores del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona, España, anunciaron que es posible confinar luz en una heteroestructura tipo van der Waals, formada por monocapas de grafeno y de nitruro de boro hexagonal (hBN) (aislante) y sobre ésta un arreglo de rodillos metálicos. Utilizaron grafeno porque se comporta como guía de luz debido a las oscilaciones electrónicas (plasmones) que interactúan fuertemente con la luz y observaron la propagación de plasmones entre la capa metálica y el grafeno. Para alcanzar el máximo confinamiento, redujeron el espacio entre el grafeno y el metal, hasta que el separador aislante de hBN consistió de una monocapa, y el confinamiento de la luz se mantuvo sin registrar pérdidas de energía adicionales. Así, fue posible continuar con la excitación de los plasmones, que se propagaron libremente confinados en ese reducido espacio de un átomo de anchura. Controlaron el proceso aplicando un voltaje, demostrando así la posibilidad de propagar luz a lo largo de canales con dimensiones inferiores a un nanómetro.

Los resultados se publicaron recientemente en Science.

viernes, 20 de abril de 2018

Diseño de un nanorector biocatalítico para el tratamiento de cáncer de mama.



El tamoxifeno es la terapia endócrina estándar para el cáncer de mama, y requiere la activación metabólica de las enzimas del citocromo P450 (CYP). Sin embargo, las bajas concentraciones  y actividad limitada del CYP en algunas células tumorales, que las dosis administradas de tamoxifeno sean altas y, por lo tanto, generan efectos secundarios como daño al ADN y quimiorresistencia. 

Recientemente, un grupo de investigadores del CNyN-UNAM, México, desarrolló un nanorreactor biocatalítico que incorpora CYP dentro de una cápside viral del bacteriófago P22, la cual está funcionalizada con un fotosensibilizador y estradiol. Este diseño, proporciona una terapia dirigida y combinada que reduce la dosis necesaria de tamoxifen. Las nanopartículas funcionalizadas con estradiol son reconocidas e internalizadas por las células tumorales de mama ER+, incrementando la actividad intracelular del CYP y produciendo especies reactivas de oxígeno (ROS) tras la irradiación con UV (365nm). La generación de ROS en sinergia con la actividad enzimática CYP mejora drásticamente la sensibilidad al tamoxifeno in vitro, inhibiendo la proliferación de las células tumorales. 

Los resultados fueron publicados recientemente en Journal of Nanobiotechnology.

jueves, 12 de abril de 2018

Nueva microscopía de rayos-X duros con resolución de 10 nm.



Una nueva técnica de microscopía multimodal de barrido que emplea rayos-X duros ha sido desarrollada en el National Synchrotron Light Source II del Brookhaven National Laboratory por investigadores del laboratorio y de otras universidades de  EUA.  La microscopía desarrollada utiliza un haz coherente y monocromático de alta energía (12 keV), que permite lograr imágenes con una alta resolución espacial de 10 nm. Varias técnicas se usan para caracterizar y verificar el área focalizada y la resolución de la imagen. Lo multimodal de la técnica  consiste en un análisis simultáneo de contraste de absorción, fase y fluorescencia. Esta técnica tiene gran potencial de aplicación en la ciencia de materiales, y particularmente en la nanociencia y el desarrollo de nanotecnología.

Los resultados fueron publicados recientemente en Nano Futeres del IOP

Mas información enanotechweb.org 

jueves, 5 de abril de 2018

Desarrollo de un nanocompuesto funcionalizado que emite UV para tratamiento del cáncer aplicando terapia fotodinámica indirecta


La terapia fotodinámica através de nanocompuestos es un tratamiento prometedor para combatir el cáncer. Sin embargo, su aplicación en tumores profundos es limitada debido a la baja penetración de la luz visible. Recientemente, la terapia inducida por rayos X ha adquirido relevancia por su penetración ilimitada en tejidos.
Investigadores del CNyN-UNAM y CICESE desarrollaron un nanocompuesto centellante tipo núcleo-coraza basado en aluminato de itrio dopado con praseodimio y recubierto con sílice mesoporoso, funcionalizado con protoporfirina IX y ácido fólico para su potencial aplicación en este tipo de terapias. Los resultados mostraron que la emisión en la región ultravioleta genera especies reactivas de oxígeno en las protoporfirinas que se encuentran dentro de la coraza mesoporosa.
Mediante estudios in vitro, los investigadores demostraron que las células cancerosas que expresan el receptor específico de folato, presentaron afinidad hacia el nanocompuesto. 
En líneas celulares de cáncer de mama y próstata, demostraron in vitroque la radiación directa con luz ultravioleta (254 nm) indujo la producción de especies reactivas de oxígeno por la activación de la protoporfirina IX, lo cual ocasionó muerte de las células canceroras. Estos resultados indican que los nanocompuestos sintetizados tienen un excelente potencial para su uso en la terapia futura con rayos X en tumores profundos. 

Los resultados fueron publicados recientemente en Journal of Nanobiotechnology

jueves, 22 de marzo de 2018

El efecto ignorado del género celular en la absorción de nanopartículas



La absorción celular de nanopartículas (NP) depende de la naturaleza del sistema nano-bio, que incluye: 1) los componentes sólidos, por las propiedades físico-químicas de las NP; 2) las nanobiointerfaces, como la composición protéica de la corona; y, por otro lado, 3) las características celulares, por ejemplo, el tipo de célula y su penetrabilidad. El papel del género de la célula en la captación de NP no se había considerado en los estudios de la interfaz nano-bio. Una colaboración internacional de investigadores ha demostrado que el género de las células afecta significativamente la facilidad con la que absorben las nanopartículas. Las células madre amnióticas humanas (human amniotic stem cells) (hAMSCs) masculinas y femeninas presentan diferencias en la penetrabilidad y la absorción de NP, siendo mayor en las femeninas.

Los resultados fueron publicados en la revista de American Chemical Society, ACS Nano.