Puntos brillantes para etiquetado biologico, imagen, y otros usos
(NC&T) Las anteriores son aplicaciones para las cuales han sido usados o están siendo considerados los puntos cuánticos. Pero las nuevas nanopartículas desarrolladas en la Universidad de Cornell constituyen, según sus creadores, una atractiva alternativa debido a su estado químico más inerte, y al costo reducido que tienen.
Dado que los microscopios ópticos no tienen resolución para distinguir moléculas individuales, y los microscopios electrónicos no pueden ser usados sobre organismos vivos, los biólogos a menudo marcan moléculas orgánicas con tintes fluorescentes para poder rastrear sus movimientos a través de los procesos biológicos, como la acción de las enzimas dentro de una célula viva. Aunque no puede ver directamente a las moléculas, un microscopio óptico sí puede rastrear la brillante luz despedida por el tinte.
Los puntos cuánticos, que han sido usados con ese mismo propósito, son diminutas partículas de semiconductores, como el seleniuro de cadmio, que se comportan como si fueran átomos individuales: pueden absorber la energía de la luz, llevando sus electrones internos a niveles de energía más altos, y entonces liberar la energía emitiendo luz. Un punto cuántico emite una fluorescencia mucho más brillante que una molécula teñida, convirtiéndose en un marcador deseable.
Los puntos de la Universidad de Cornell, también conocidos como puntos CU, son nanopartículas constituidas por un núcleo de unos 2,2 nanómetros (nm) de diámetro que contiene varias moléculas de tinte, rodeadas de una coraza protectora de sílice, todo lo cual hace que la partícula completa tenga un diámetro aproximado de 25 nm. Un nanómetro es unas tres veces mayor que el diámetro de un átomo de silicio.
Como los puntos cuánticos, los puntos CU son muchas veces más brillantes (20-30 veces) que moléculas individuales de tinte en una solución, y resisten el proceso por el cual los tintes en una solución pierden rápidamente su fluorescencia. Los puntos CU pueden ser hechos con una amplia variedad de tintes, produciendo un gran surtido de colores.
 | | Representación esquemática del un punto de Cornell. (Foto: Ulrich Wiesner / Copyright © Cornell University) |
A diferencia de los puntos cuánticos, los puntos CU son en su mayor parte químicamente inertes. La coraza de sílice es dióxido de silicio, esencialmente vidrio. Para su uso como marcadores biológicos, los puntos cuánticos son encapsulados en una coraza de polímero, un proceso que se suma a su ya alto coste de manufacturación. Los puntos cuánticos también contienen metales pesados, como el cadmio, que pueden filtrarse a través del polímero y perturbar el proceso químico en observación.
Sin embargo, la sílice es benigna, barata y fácil de fijar, y resulta totalmente compatible con la tecnología de manufacturación del silicio. Eso abre enormes posibilidades en las ciencias de la vida y en la tecnología de la información.
Los investigadores de Cornell probaron el uso de los puntos CU como marcadores biológicos fijando un anticuerpo, inmunoglobulina E (IgE), y observando cómo esta combinación se unía a receptores celulares en mastocitos de leucemia.
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