p (PhysOrg.com) - A tendência das nanopartículas de se agruparem em solução - "aglomeração" - é de grande interesse porque o tamanho dos aglomerados desempenha um papel importante no comportamento dos materiais. Toxicidade, a persistência dos nanomateriais no meio ambiente, sua eficácia como biossensores e, por falar nisso, a precisão dos experimentos para medir esses fatores, são todos conhecidos por serem afetados pela aglomeração e tamanho do cluster. Um trabalho recente no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia oferece uma maneira de medir com precisão a distribuição dos tamanhos dos aglomerados em uma amostra e a absorção de luz característica para cada tamanho. Este último é importante para a aplicação de nanopartículas em biossensores. p Um bom exemplo do potencial de aplicação do trabalho, diz o engenheiro biomédico do NIST Justin Zook, está no desenvolvimento de biossensores de nanopartículas para testes de gravidez ultrassensíveis. Nanopartículas de ouro podem ser revestidas com anticorpos para um hormônio produzido por um embrião logo após a concepção. Várias nanopartículas de ouro podem se ligar a cada hormônio, formando aglomerados que têm uma cor diferente das nanopartículas de ouro não aglomeradas. Mas apenas alguns clusters de tamanho são ideais para esta medição, portanto, saber como a absorbância da luz muda com o tamanho do cluster torna mais fácil projetar os biossensores para resultar em clusters do tamanho certo.

p A equipe do NIST primeiro preparou amostras de nanopartículas de ouro - um nanomaterial amplamente usado em biologia - em uma solução de cultura de células padrão, usando sua técnica desenvolvida anteriormente para a criação de amostras com uma distribuição controlada de tamanhos. As partículas podem aglomerar-se em aglomerados que crescem gradualmente e o processo de aglutinação é "desligado" após vários períodos de tempo, adicionando-se um agente estabilizador que evita mais aglomeração.

p Eles então usaram uma técnica chamada ultracentrifugação analítica (AUC) para simultaneamente classificar os clusters por tamanho e medir sua absorção de luz. A centrífuga faz com que os aglomerados de nanopartículas se separem por tamanho, o menor, aglomerados mais leves movendo-se mais lentamente do que os maiores. Enquanto isso está acontecendo, os recipientes de amostra são varridos repetidamente com luz e a quantidade de luz que passa pela amostra para cada cor ou frequência é registrada. Quanto maior o cluster, mais luz é absorvida pelas frequências mais baixas. Medir a absorção por frequência nos recipientes de amostra permite aos pesquisadores observar a separação gradual dos tamanhos dos agrupamentos e correlacionar as frequências absorvidas com tamanhos específicos dos agrupamentos.

p A maioria das medições anteriores de espectros de absorção para soluções de nanopartículas eram capazes apenas de medir os espectros em massa - a absorção de todos os diferentes tamanhos de aglomerados misturados. AUC torna possível medir a quantidade e distribuição de cada cluster de nanopartículas sem ser confundido por outros componentes em misturas biológicas complexas, como proteínas. A técnica anteriormente tinha sido usada apenas para fazer essas medições para nanopartículas individuais em solução. Os pesquisadores do NIST são os primeiros a mostrar que o procedimento também funciona para aglomerados de nanopartículas.