Las películas con héroes con superpoderes, como el vuelo, la visión de rayos X o la fuerza extraordinaria, están de moda. Pero aunque estos personajes populares son meros vuelos de fantasía, los científicos han utilizado nanopartículas para conferir una superpotencia real a los ratones comunes: elcapacidad de ver la luz del infrarrojo cercano. Hoy en día, los científicos informan sobre el progreso en la fabricación de versiones de estas nanopartículas que algún día podrían brindar visión nocturna incorporada a los humanos.
Los investigadores presentarán sus resultados en la Reunión y exposición nacional de otoño de la American Chemical Society ACS de otoño de 2019.
"Cuando miramos el universo, solo vemos luz visible", dice Gang Han, Ph.D., el investigador principal del proyecto, que presenta el trabajo en la reunión. "Pero si tuviéramos visión infrarroja cercana,podríamos ver el universo de una manera completamente nueva. Podríamos ser capaces de hacer astronomía infrarroja a simple vista, o tener visión nocturna sin equipos voluminosos ".
Los ojos de los humanos y otros mamíferos pueden detectar la luz entre las longitudes de onda de 400 y 700 nanómetros nm. La luz del infrarrojo cercano NIR, por otro lado, tiene longitudes de onda más largas: 750 nm a 1,4 micrómetros.las cámaras pueden ayudar a las personas a ver en la oscuridad al detectar la radiación NIR emitida por organismos u objetos, pero estos dispositivos son generalmente voluminosos e inconvenientes. Han y sus colegas se preguntaron si podrían dar a los ratones visión NIR al inyectar un tipo especial de nanomaterial, llamado conversión ascendentenanopartículas UCNP, en sus ojos. Estas nanopartículas, que contienen los elementos de tierras raras erbio e iterbio, pueden convertir fotones de baja energía de la luz NIR en luz verde de mayor energía que los ojos de los mamíferos pueden ver.
En un trabajo publicado a principios de este año, los investigadores, que están en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, apuntaron a los UCNP a fotorreceptores en ojos de ratón al unir una proteína que se une a una molécula de azúcar en la superficie del fotorreceptor. Luego, inyectaron el fotorreceptorUCNP vinculantes detrás de las retinas de los ratones. Para determinar si los ratones inyectados podían ver y procesar mentalmente la luz NIR, el equipo realizó varias pruebas fisiológicas y de comportamiento. Por ejemplo, en una prueba, los investigadores colocaron los ratones en forma de Ytanque de agua. Una rama del tanque tenía una plataforma sobre la cual los ratones podían trepar para escapar del agua. Los investigadores entrenaron a los ratones para nadar hacia la luz visible en forma de triángulo, que marcaba la ruta de escape. Un círculo iluminado de manera similarmarcaron la rama sin una plataforma. Luego, los investigadores reemplazaron la luz visible con luz NIR. "Los ratones con la inyección de partículas podían ver el triángulo claramente y nadar hacia él cada vez, pero ellos ratones sin la inyección no podían ver ni notar la diferencia entre las dos formas ", dice Han.
Aunque los UCNP persistieron en los ojos de los ratones durante al menos 10 semanas y no causaron ningún efecto secundario notable, Han quiere mejorar la seguridad y la sensibilidad de los nanomateriales antes de contemplar probarlos en humanos ". Los UCNP en nuestro publicadoel papel es inorgánico y hay algunos inconvenientes ", dice Han." La biocompatibilidad no está completamente clara, y necesitamos mejorar el brillo de las nanopartículas para uso humano ". Ahora, el equipo está experimentando con UCNP compuestos por doscolorantes orgánicos, en lugar de elementos de tierras raras. "Hemos demostrado que podemos hacer UCNP orgánicos con brillo mucho mejor en comparación con los inorgánicos", dice. Estas nanopartículas orgánicas pueden emitir luz verde o azul. Además de tenerpropiedades mejoradas, los tintes orgánicos también podrían tener menos obstáculos regulatorios.
Uno de los próximos pasos para el proyecto podría ser traducir la tecnología al mejor amigo del hombre. "Si tuviéramos un súper perro que pudiera ver la luz NIR, podríamos proyectar un patrón en el cuerpo de un infractor de la ley desde la distancia, y el perropodría atraparlos sin molestar a otras personas ", dice Han. Dejando a un lado los poderes de los superhéroes, la tecnología también podría tener importantes aplicaciones médicas, como el tratamiento de enfermedades oculares." En realidad, estamos viendo cómo usar la luz NIR para liberar un fármacolos UNCP específicamente en los fotorreceptores ", dice Han.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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