Universidad

Científicos de la UNLP desarrollan nanosistemas que reproducen funciones y capacidades de la naturaleza con aplicaciones para la salud

/Difusión Facultad de Ciencias Exactas UNLP /


Premio Dr. Herrero Ducloux 2019 en el área Fisicoquímica

Aprender de los seres vivos

INIFTA

El Dr. Gonzalo Pérez Mitta recibió el Premio Dr. Herrero Ducloux 2019 en el área Fisicoquímica – Ciencias de los Materiales por su trabajo de tesis titulado “Diseño, construcción y caracterización de dispositivos nanofluídicos basados en nanocanales de estado sólido” realizado en el INIFTA bajo la dirección del Dr. Omar Azzaroni y la Dra. María Eugenia Toimil Molares.

En este trabajo se analizaron diversas formas de construcción de dispositivos nanofluídicos iontrónicos utilizando como herramienta fundamental la técnica ion-track-etching de fabricación de nanocanales junto con técnicas de modificación de superficies para conferir responsividad específica a diferentes estímulos.

La naturaleza es sabia

La capacidad de los seres vivos para responder a estímulos y procesar información proveniente de sus entornos ha alentado a los científicos a desarrollar nanosistemas integrados que muestren funciones y capacidades similares.

En este sentido, los poros biológicos han sido una gran fuente de inspiración debido a su exquisito control sobre el transporte de iones hacia dentro y fuera de las células, una característica que en última instancia juega un papel preponderante en múltiples procesos fisiológicos como por ejemplo, en la transducción de estímulos físicos en señales nerviosas. El  frio, el calor, la acidez son ejemplos de los estímulos que se perciben a través de poros biológicos.

El desarrollo de nanoporos y nanocanales abióticos, que responden a determinados estímulos químicos, físicos o biológicos produciendo señales “iontrónicas“*, es ahora una realidad gracias a la combinación de las ciencias de las superficies “blandas” con distintas técnicas de nanofabricación. Los iones  son portadores de corriente (como lo hacen  electrones cuando hablamos de señales electrónicas) y para hacerlo necesitan de la creación de “circuitos acuosos”,  explica Pérez Mita.

La interacción entre la riqueza funcional de componentes moleculares prediseñados y las notables características físicas de los nanoporos y nanocanales desempeña un papel crítico en la integración racional de las funciones moleculares en los entornos nanofluidicos, lo que nos permite prever y diseñar nanosistemas biomiméticos basados en nanoporos que responden a una variedad de estímulos externos tales como pH, potencial redox, concentración de moléculas, temperatura o luz. La transducción de estos estímulos en una respuesta “iontrónica” predefinida puede amplificarse explotando el nanoconfinamiento y efectos fisicoquímicos tales como distribución de carga, restricciones estéricas, desplazamientos de equilibrio o cambios locales en la concentración iónica, por citar algunos ejemplos.

Mientras que en las últimas décadas los científicos y tecnólogos se han centrado principalmente en sus aspectos fundamentales y en el estudio en profundidad de sus interesantes propiedades de transporte, desde hace varios años la investigación de sistemas nanofluídicos ya ha empezado a desplazarse hacia el desarrollo de aplicaciones prácticas específicas, tal es el caso de la tesis  de Perez Mita. Estos desarrollos podrían aplicarse principalmente a la creación de biosensores para diagnóstico de enfermedades o análisis bioquímico (glucosa, colesterol, etc.), desde dos puntos de vista: uno el de la detección en sí misma y otro para  la distribución de analitos en muestras complejas.

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