Sensores nanométricos, inocuos y biocompatibles, desarrollados por investigadores de la Universidad de Córdoba, son capaces de detectar y cuantificar nanopartículas tóxicas presentes en los recusos naturales, como el agua, y en los organismos. También identifican estas partículas de tamaño nanométrico en productos de consumo, como los cosméticos.
Las nanopartículas, imperceptible al ojo humano, son tan pequeñas que en cada cabello humano cabrían decenas de miles. En los últimos años la nanotecnología ha motivado que se produzcan miles de tonelada al año de estos materiales nanoscópicos. Se usan en campos tan diversos como la biomedicina, la cosmética, el textil o la electrónica en los últimos años, pero algunas son nocivas para la salud o el medio ambiente.
Ahora, cientificos de la Universidad de Córdoba (UCO) han desarrollado una serie de sensores nanométricos inocuos y biocompatibles con los que determinar y cuantificar nanopartículas tóxicas que se acumulan en los recusos naturales y los organismos.
La Comisión Europea considera, a través de su comité científico de los riesgos sanitarios emergentes y recientemente identificados (CCRSERI), que con los métodos actuales, aunque adecuados para evaluar muchos de los riegos derivados de productos y procesos que incorporan las nanopartículas, es posible que no sean suficientes para cubrir todos los riesgos.
La Comisión aboga por crear nuevas metodologías que consigan determinar las propiedades físicas y químicas de las nanopartículas y evaluar el riesgo potencial en sistemas vivos y en el medio ambiente. En esta línea, un equipo de científicos del departamento de Química Analítica de la UCO y el Campus de Excelencia Internacional Agroalimentario ceiA3 formado por Miguel Valcárcel, Laura Soriano y Angelina Cayuela ha desarrollado un tipo de nanopartículas no nocivas y compatibles con el medio ambiente, los 'carbon dots', para usarlas como nanosensores fluorescentes.
Estos nuevos nanomateriales de carbono se conocieron por primera vez en 2004 como una excelente alternativa a los ya nocivos 'quantum dot's que fueron muy empleados en multitud de aplicaciones hasta descubrir su toxicidad al contener elementos pesados. No son las únicas nanopartículas nocivas que se conocen; también están los nanotubos de carbono o las nanopartículas metálicas de oro, plata o titanio, entre otras.
Los nanotubos de carbono son muy utilizados en textiles, baterías y electrónica, mientras que las nanopartículas metálicas se emplean en cosméticos, comidas, productos farmacéuticos e incluso en la industria textil. Las nanopartículas de plata incluso se han llegado a usar como agente antimicrobiano y eliminación del olor en calcetines.
La industria valora la enorme utilidad que presentan todos estos nanomateriales, aunque existen ciertos inconvenientes relacionados con la toxicidad, como por ejemplo la similitud de los nanotubos a las fibras de amianto que son fácilmenter inhaladas y desplazadas por el cuerpo hasta los pulmones causando severas enfermedades respiratorias.
Apuesta por las herramientas sencillas
Tras la producción creciente de nanotubos para multitud de aplicaciones, los científicos están haciendo un llamamiento para crear herramientas sencillas que evalúen su acumulación en el medio ambiente y organismos vivos. El equipo de la UCO se ha centrado en el uso de los carbon dots como sensores fluorescentes selectivos de estas nanopartículas en las aguas de los ríos.
“Son necesarios nuevos métodos de detección y cuantificación de nanotubos de carbono debido a que se producen actualmente miles de toneladas al año y, en un plazo de veinte o treinta años, su acumulación puede llegar a ser un riesgo severo para la salud y el medio ambiente”, señala Angelina Cayuela, investigadora de la UCO.
Los investigadores han publicado los resultados de estas investigaciones en las revistas Sensor and Actuators B: Chemimal y Analytica Chimica Acta, y confían en acercar estas metodologías a las industrias interesadas. “Estamos especialmente satisfechos con los resultados que arrojan estos sensores fluorescentes en agua de río, en mejillones y en cosméticos”, explica Cayuela, quien recuerda que estos sistemas podrían ser de utilidad para empresas decidadas al tratamiento de aguas o a la creación de productos de belleza.
Referencia bibliográfica:
Angelina Cayuela, María Laura Soriano, Miguel Valcárcel. ‘Photoluminescent carbon dot sensor for carboxylated multiwalled carbon nanotube detection in river water’. Sensors and Actuators B: Chemimal. Volumen 207. Parte A. Páginas 596-601. Febrero de 2015. doi:10.1016/j.snb.2014.10.102
Angelina Cayuela, María Laura Soriano, Miguel Valcárcel. ‘Reusable sensor based on functionalized carbon dots for the detection of silver nanoparticles in cosmetics via inner filter effect’. Anayltica Chimica Acta. 872 (2015). Páginas 70-76.
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