Cientistas da ITMO University desenvolveram um método de produção de nanopartículas biointegráveis ​​que podem ser controladas por meio de calor. Com irradiação de luz, essas partículas mudam não apenas sua forma, mas a cor deles, também. Esta descoberta será benéfica para o desenvolvimento de biossensores não invasivos, sistemas de sinal, e corantes não tóxicos. Os resultados do estudo foram publicados na revista Angewandte Chemie .

De acordo com os autores do estudo, a questão dos nanomateriais controlados foi resolvida por um tempo, mas os sistemas existentes são bastante tóxicos para os organismos vivos, limitando assim o seu âmbito de aplicação na medicina e na biologia. Pesquisadores da ITMO University, Contudo, conseguiu produzir um material totalmente biocompatível com propriedades controláveis.

"As nanopartículas são compostas por núcleos de silício e cascas de biopolímero. As substâncias que compõem as cascas possuem diferentes qualidades hidrofóbicas / hidrofílicas, isto é, a maneira pela qual suas moléculas reagem à água. Conseguimos usar isso para fazer com que as partículas se contraíssem ou se expandissem dependendo de fatores externos, "explica Anna Nikitina, um membro da equipe do Centro Científico de Infochemistry da ITMO.

As nanopartículas mudam de forma e cor sob a influência térmica. Eles podem ser usados, por exemplo, para realizar medições de temperatura local não invasivas em tecidos biológicos ou para projetar sistemas de sensores capazes de analisar processos internos em organismos vivos. Os novos sistemas controláveis ​​também podem ser usados ​​para criar corantes termicamente e controlados por luz semelhantes aos moduladores de cristal líquido usados ​​em holografia e litografia. Mudanças na cor das partículas ocorrem apenas devido a transformações estruturais.

"Nossas partículas controladas podem coletar dados de dentro de um organismo sem a necessidade de dispositivos complexos adicionais, como sensores espectrais ultrassensíveis. Uma simples mudança na cor nos permite monitorar facilmente o que está acontecendo com a partícula em tempo real. A tecnologia é multiuso, também:cada partícula pode ser ligada e desligada várias vezes, "diz Valentin Milichko, membro da equipe da Escola de Física e Engenharia da ITMO University.

Os pesquisadores vêm desenvolvendo esses sistemas controlados há três anos, durante o qual eles experimentaram vários tamanhos e características espaciais das nanopartículas, bem como procurou polímeros que exibissem o desempenho desejado. Por enquanto, a eficiência dos sistemas foi confirmada apenas em condições de laboratório. A próxima etapa do estudo será o teste in vitro.