Crean nanopartículas con bloques de construcción de ADN ópticamente activos

MADRID 15 Mar. (EUROPA PRESS) -

Hace unos años, el descubrimiento de la técnica de origami del ADN, causó mucha expectación -el método iba a ser utilizado para construir nanopartículas de una forma y tamaños dados. Sin embargo, las aplicaciones reales, como las nano-pinzas, se mantuvieron fuera del alcance de esta tecnología.

Ahora, un equipo internacional de investigadores dirigidos por el profesor Tim Liedlde, de la Universidad Ludwig-Maximillians de Múnich, y el profesor Friedrich Simmel, de la Universidad Técnica de Múnich, ha conseguido crear nanopartículas utilizando bloques de construcción de ADN ópticamente activos, que se pueden utilizar para modificar la luz en formas muy específicas .

El acoplamiento de luz y nanoestructuras puede ayudar a reducir, significativamente, el tamaño de los sensores ópticos para aplicaciones médicas y ambientales, mientras que, al mismo tiempo, los hacen más sensibles. Sin embargo, el tamaño de una onda de luz que se extiende a lo largo de 400 a 800 nanómetros, es gigantesco, en comparación con nanoestructuras de sólo unos pocos nanómetros.

Aun así, en teoría, cuando las estructuras más pequeñas trabajan juntas de formas muy específicas, incluso los objetos pequeños pueden interactuar muy bien con la luz. Por desgracia, hasta ahora, no era posible producir las necesarias estructuras tridimensionales con precisión a nano-escala en cantidades suficientes, utilizando métodos convencionales.

"Con el origami de ADN, hemos encontrado una metodología que cumple con todos estos requisitos. Esto ha hecho que sea posible definir, con antelación, y con una precisión nanométrica, la forma tridimensional del objeto que se crea", afirma el profesor Friedrich Simmel.

Programados, exclusivamente, utilizando la secuencia de bloques de construcción básicos, los nano-elementos se pliegan a las estructuras deseadas, así, los científicos han logrado construir nano-escaleras en espiral de 57 nanómetros de alto, y 34 nanómetros de diámetro, con 10 partículas nanométricas de oro unidas, a intervalos regulares. En la superficie de las partículas de oro, los electrones reaccionan con el campo electromagnético de la luz, y la pequeña holgura entre las partículas asegura que las partículas de oro de una hebra de ADN trabajen al unísono, amplificando la interacción.

El profesor Alexander O. Govorov, físico teórico en la Universidad Estatal de Ohio, en Athens, (EE.UU.), había predicho que el efecto dependería de la distancia, el tamaño y la composición de las partículas de metal. Ahora, utilizando el método origami del ADN, los físicos de Múnich han construido nanoestructuras cambiando estos parámetros.

Los resultados de estos experimentos confirman las predicciones de sus colegas en todos los aspectos: las soluciones acuosas de nano-escaleras en espiral, a la derecha o a la izquierda, difieren visiblemente en su interacción con la luz polarizada circular. Las escaleras espirales con partículas grandes, muestran una respuesta óptica significativamente más fuerte que aquellas con partículas pequeñas; además, la composición química de las partículas también tiene un gran efecto: cuando las partículas de oro se recubrieron con una capa de plata, la resonancia óptica se desplazó del rojo, al dominio azul de onda más corta.

Mediante la combinación de los cálculos teóricos y las posibilidades del origami del ADN, ahora, los investigadores pueden producir nano-materiales con características ópticas, con precisión. Los expertos se disponen, actualmente, a investigar si pueden usar este método para influir en el índice de refracción de los materiales que fabrican -los materiales con un índice de refracción negativa podrían ser utilizados para desarrollar nuevos sistemas de lentes ópticas.