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La estabilidad de las nanopartículas cambiar dependiendo del pH del medio ambiente

Published on June 10, 2010 at 3:07 AM

Utilizando un truco químico que les permite cambiar la acidez de una solución casi de inmediato, un equipo del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han demostrado una técnica simple y eficaz para la cuantificación de cómo la estabilidad de las soluciones de nanopartículas cambio, cuando la acidez del su medio ambiente cambia de repente.

El método de medición y el problema estudiado son parte de un esfuerzo más amplio en el NIST para entender las implicaciones ambientales, de salud y seguridad de las nanopartículas.

Cualquier cambio en la solubilidad de las nanopartículas con la acidez local (pH) en última instancia, afecta la forma en que se distribuyen en el medio ambiente, así como su potencial para la captación en los organismos. Esto es crucial en el diseño de nanopartículas para uso en medicina, explica el ingeniero químico NIST Vivek Prabhu. "Las células del cuerpo están muy compartimentadas. Hay lugares dentro de la célula que tienen un pH muy diferente. Por ejemplo, en el mar de la célula, el citoplasma, el pH se regula a ser alrededor de 7,2, que es un poco básico. Sin embargo, dentro de la lisosoma, que es donde las cosas van a se descomponen, el pH es de aproximadamente 4,5, por lo que es muy ácido. "

Ejecuciones sucesivas pruebas en el NIST muestran cómo la aglutinación de las nanopartículas típico en una solución depende de cambios en la acidez.

Nanopartículas diseñadas para su uso en la terapia con medicamentos o como agentes de contraste para las imágenes médicas generalmente están cubiertos con moléculas para evitar que las partículas se agrupen, lo que reduciría su eficacia. Pero la eficacia del recubrimiento anti-agrupamiento a menudo depende del pH del medio ambiente. De acuerdo con el equipo del NIST, mientras que es relativamente fácil de poner las nanopartículas en una solución a un pH determinado y para estudiar la estabilidad de la suspensión durante largos tiempos, es difícil saber lo que sucede cuando las partículas se expone repentinamente a un nivel diferente de la acidez como ocurre a menudo en contextos ambientales y de aplicación. ¿Cuánto tiempo les llevará a reaccionar a este cambio y cómo?

"Nuestra idea toma prestados algunos de los materiales utilizados en la fotolitografía para hacer microcircuitos", dice Prabhu. "No son moléculas que se convierten en ácidos cuando una luz sobre los generadores de ácido a-foto. Así que en vez de manualmente vertiendo ácido en una solución y la agitación a su alrededor, se empieza con una solución en la que estas moléculas ya se mezclan y se disuelven. Una vez que arrojar luz sobre ella ... ¡zas! fotólisis se produce y se convierte en ácido. " La acidez de la solución se puede hacer saltar un paso a una gran cantidad elegida por el experimentador-sin necesidad de esperar para mezclar o remover la solución. "Te da una manera de sondear la dinámica de solución de nanopartículas en escalas de tiempo mucho más corto que antes", dice Prabhu.

Usando su "ácido instantánea" técnica y los instrumentos de dispersión de luz para controlar la agregación de las nanopartículas, el equipo del NIST seguido el crecimiento de grupos de químicamente estabilizada nanopartículas de látex para los primeros segundos después de la inducción de la transición de pH con la luz. Sus resultados demuestran que bajo ciertas condiciones, la estabilidad de las nanopartículas, su tendencia a resistir aglutinación-se vuelve muy sensible al pH. Estudios como estos podrían proporcionar una base más sólida para diseñar las nanopartículas para aplicaciones tales como atacar a las células tumorales que tienen niveles de acidez muy diferentes de las células normales.

Fuente: http://www.nist.gov/index.html

Last Update: 7. October 2011 22:05

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