Etorkizun handiko propietateak dituzten nanopartikula kapsulatuen aplikazio berriak

Nanokristal erdieroaleak eraginkorki kapsulatu dituzte polimeroetan, eta propietate optiko egonkorrak eta fluoreszentziaren kontrol handia lortu

  • Ikerketa

Lehenengo argitaratze data: 2018/12/27

UPV/EHUko POLYMAT institutuko Polimerizazio-prozesuak taldearen ikerketa batean, zenbait tamainatako nanokristal erdieroaleak edo puntu kuantikoak polimero-partikuletan eraginkortasunez kapsulatzea lortu dute, eta, horren bidez, propietate optikoen egonkortasun handia eta, puntu kuantiko desberdinak konbinatuz, fluoreszentziaren kontrol handia erdietsi dute. Halaber, ikertu dute zer aplikagarritasun izan dezaketen material horiek konposatu organiko lurrunkorren sentsore gisa.

Polimero-partikulatan kapsulatutako puntu kuantikoen (puntu ilunak) irudi mikroskopikoa (Mariano Barrado doktorea / UPV/EHU)

Nanoteknologian eta nanozientzian, propietate fisiko eta kimiko bereziak dituzten molekula-egitura ñimiñoak diseinatzen, ekoizten eta aztertzen dira. Arlo horietan aztertzen diren partikula-motetako bat dira puntu kuantikoak: 2 nm eta 10 nm bitarteko tamaina duten nanokristal erdieroaleak, propietate optiko eta elektroniko bikainak dituztenak. Besteak beste, nabarmendu beharra dago koloretako argia igortzen dutela partikulen tamainaren arabera, alegia, “igorpenaren uhin-luzera aldatu egiten da, nanokristalaren tamaina aldatuta, konposizioa aldatu gabe”, azaldu du Alicia de San Luis Polymateko ikertzaile eta ikerketaren egileak.

Puntu kuantikoen propietateei esker, erabilgarri izan daitezke hainbat aplikaziotan, hala nola biomedikuntzaren arloko detekzioan, eguzki-plaken eta LEDen ekoizpenean, konposatu organiko lurrunkorren (KOL) sentsore gisa eta fotosentsibilizatzaile gisa. Nolanahi ere, ”puntu kuantikoek dituzten eragozpenak ere kontuan izan behar dira: zaila da haiek manipulatzea, oso txikiak baitira, eta toxikoak dira, kalitaterik handieneko puntu kuantikoak batez ere metal astunez osatzen baitira”, azaldu du ikertzaileak.

Nanopartikula-mota horien propietate bikainei ahalik eta probetxu handiena ateratzeko helburuarekin, betiere toxikotasun-arazoak baztertu gabe, UPV/EHUko Polymat ikerketa-institutuan, puntu kuantiko komertzialak uretan dispertsatutako polimero-partikuletan eraginkortasunez kapsulatzea lortu dute, eta, hala, puntu kuantikoen fluoreszentziari denbora-tarte luzez eustea lortu. “Gure helburu nagusia izan zen puntu kuantikoak polimero-partikula handixeagotan kapsulatzea, haiek babestu eta, aldi berean, haien manipulazioa errazteko, propietaterik galdu gabe”, azaldu du ikerketaren egileak. “Metodo erraz bat jarri dugu martxan, eta oso emaitza onak eman ditu: gutxienez 9 hilabetean irauten duen fluoreszentzia egonkorreko polimero-partikulak lortu ditugu”, erantsi du.

Zenbait konbinazio eta aplikazio

Lehen helburua lortutakoan, “hurrengo urratsa izan da tamaina desberdinetako puntu kuantikoen konbinazioak kapsulatzea, sistema biologikoetako detekzio anizkoitzean erabiltzeko moduko barra-kode bat sortzeko”, azaldu du. Hala, konbinazio horien fluoreszentzia kontrolatzea lortu dute; izan ere, uhin-luzera desberdinetan igortzen duten puntu kuantikoak erabiliz, “haien seinaleak detekta daitezke aldi berean, bata bestearekin gainjarri gabe”. Horrek balio dezake biomedikuntzaren arloko detekzioetarako, polimero-partikularen gainazala eralda baitaiteke analitoak (edo antigorputz edo antigenoak) erabiliz. Ikertzailearen iritziz, “detekzio-teknika nahiko ahaltsua, erraza eta azkarra da. Laborategi gehienetan daude fluorimetroak, eta, gainera, ez litzateke zenbait egunez itxaron beharko lagina prozesatu arte”.

Bestalde, puntu kuantikoen eta beste nanopartikula ez-organiko batzuen (CeO2) arteko konbinazioa aztertu dute, eta polimero-partikula berdinetan kapsulatu dituzte batera. Atal horretan, hauteman dute “eguzki-argiaren eraginpean egon bitartean fluoreszentziaren igorpena handitu” egiten dela.

Azkenik, ikerketan aztertu dute zer aplikagarritasun izan dezaketen haiek sintetizatutako zenbait konbinaziok konposatu organiko lurrunkorren (KOLen) sentsore optiko eta elektriko gisa, nanozuntzak ekoitzi eta KOLen eraginpean jarriz. Ikerketaren atal hori Tecnaliarekin lankidetzan egiten ari dira. “Kasu honetan, nanozuntzen eroankortasun-neurriak eta fluoreszentzia aztertzen ditugu”, azaldu du Alicia de San Luisek.

Informazio osagarria

Ikerketa hau Alicia de San Luis Gonzálezek (Valladolid, 1988) egin du, bere doktore-tesian, UPV/EHUko Polymat ikerketa-institutuan. Doktore-tesiaren izenburua Nanostructured polymeric aqueous dispersions containing quantum dots da, eta Jose Ramon Leiza UPV/EHUko Kimika Fakultateko katedradun eta Polymateko zuzendariaren eta María Paulis UPV/EHUko Kimika Fakultateko irakasle titularraren gidaritzapean egin du. Tesiaren azken atalean, Tecnaliarekin lankidetzan aritu da KOLen atalean, eta gaur egun ere hala ari da.