p Uma equipe de cientistas da Penn State University inventou um novo sistema que usa magnetismo para purificar nanopartículas híbridas - estruturas que são compostas de dois ou mais tipos de materiais em uma partícula extremamente pequena que é visível apenas com um microscópio eletrônico. Os líderes de equipe Mary Beth Williams, um professor associado de química, e Raymond Schaak, um professor de química, explicou que o método nunca antes experimentado não só ajudará os cientistas a remover as impurezas de tais partículas, também ajudará os pesquisadores a distinguir entre nanopartículas híbridas que parecem ser idênticas quando vistas em um microscópio eletrônico, mas que têm magnetismo diferente - um grande desafio na pesquisa recente de nanopartículas. O sistema tem a promessa de ajudar a melhorar os sistemas de entrega de medicamentos, tecnologias de direcionamento de drogas, tecnologias de imagens médicas, e dispositivos eletrônicos de armazenamento de informações. O artigo será publicado na revista Agewandte Chemie e está disponível no site online da revista. p Schaak explicou que purificar nanopartículas híbridas apresenta um enorme desafio, especialmente quando as nanopartículas são projetadas para uso humano - por exemplo, para administração de drogas ou como alternativa de contraste para pacientes submetidos a estudos de ressonância magnética. "O problema é que, embora as moléculas sejam sintetizadas e purificadas usando métodos bem conhecidos, não houve métodos análogos para purificar nanopartículas, "Schaak disse." Partículas híbridas são especialmente desafiadoras porque os métodos que são usados ​​para fazê-las geralmente deixam impurezas que não são facilmente detectadas ou removidas. As impurezas podem alterar as propriedades de uma amostra, por exemplo, tornando-os tóxicos, portanto, é um grande desafio encontrar maneiras de remover essas impurezas. "

p A equipe combinou forças para descobrir uma maneira de purificar nanopartículas híbridas. "Tivemos que encontrar uma maneira de separar as impurezas das nanopartículas alvo, mesmo quando essas partículas são semelhantes em tamanho e forma, por causa das consequências potencialmente muito grandes das impurezas no uso final das nanopartículas, "Schaak disse. O novo sistema da equipe faz exatamente isso. A técnica inovadora usa os componentes magnéticos das nanopartículas para diferenciá-los e separar as impurezas das estruturas de nanopartículas alvo.

p "Nosso método usa campos magnéticos para diminuir o fluxo de partículas através de minúsculos tubos de vidro chamados capilares, "Williams explicou." Usamos um ímã para puxar as partículas magnéticas contra a parede do tubo e, quando o campo magnético é reduzido, as partículas fluem para fora do capilar. O magnetismo aumenta à medida que o volume das partículas aumenta, mudanças tão pequenas e graduais no campo magnético nos permitem lentamente separar e distinguir entre as nanopartículas com base em diferenças magnéticas e estruturais mínimas. "

p O artigo da equipe mostra como os campos magnéticos podem ser usados ​​para separar e distinguir entre nanopartículas híbridas em uma mistura de estruturas e formas ligeiramente diferentes. Em um exemplo, os pesquisadores separaram "nano-flores, "assim chamado por causa de seu arranjo em forma de pétala em torno de um núcleo sólido, de partículas de formato esférico. Williams explicou que o magnetismo das partículas depende de sua forma, então as partículas de uma forma diferente aderem à parede capilar quando diferentes campos magnéticos são aplicados, permitindo assim aos pesquisadores distinguir entre as diferentes partículas.

p Em outro exemplo no jornal, os pesquisadores mostraram como o método de campo magnético pode ser usado com uma classe de nanopartículas apelidada de "nano-azeitona, "que é uma partícula esférica composta por dois materiais diferentes unidos em uma forma que lembra uma azeitona. As nano azeitonas, que são compostos de ferro, platina, e oxigênio, pode ser parecido, mas podem ter composições internas ligeiramente diferentes que são impossíveis de detectar ao microscópio. "Por exemplo, alguns podem ter mais conteúdo de ferro, "Schaak explicou." Esta é uma propriedade que podemos usar para purificação com nosso método porque essas nanopartículas são um pouco mais magnéticas. Eles grudam nas paredes dos tubos capilares com mais facilidade, enquanto partículas mais fracas magneticamente fluem para fora. "

p O novo método de purificação e separação tem muitas aplicações, especialmente nas áreas de medicina e diagnósticos. Por exemplo, nanopartículas podem ser usadas no lugar do corante de contraste quando os pacientes são submetidos a estudos de imagem por ressonância magnética. Essas partículas podem ser usadas para rastrear para onde uma droga está viajando no corpo humano. "Alguns pacientes são alérgicos a corantes de contraste tradicionais, então as nanopartículas oferecem uma alternativa promissora, "Williams disse.

p Williams também explicou que um dos sonhos futuristas da pesquisa de nanopartículas é que um dia ela possa ser usada para melhorar os medicamentos de combate ao câncer. "Infelizmente, medicamentos de quimioterapia não discriminam:eles atacam o tecido saudável, bem como tecido canceroso, "Disse Williams." Se pudéssemos usar a tecnologia de nanopartículas para manipular exatamente para onde as drogas estão indo, qual tecido eles atacam, e que eles deixam sozinhos, poderíamos reduzir muito alguns dos efeitos colaterais negativos da quimioterapia, como perda de cabelo e náuseas. Mas, para fazer isso, precisamos ser capazes de separar as impurezas das nanopartículas para torná-las seguras para uso médico. É aí que entra esta nova tecnologia. "

p Além de Williams e Schaak, outros membros da equipe de pesquisa incluem Jacob S. Beveridge, Matthew R. Buck, e James F. Bondi, do Departamento de Química da Penn State; e Rajiv Misra e Peter Schiffer do Departamento de Física e do Instituto de Pesquisa de Materiais em Penn State.