CIC biomaGUNE Biomaterialen Ikerketa Kooperatiboko Zentroko zenbait ikertzailek mekanismo bat garatu dute, Luis Liz Marzán Ikerbasque irakaslearen zuzendaritzapean, aurrez sortutako urrezko nanozilindroen gainean urre-atomoak erredukzio kimikoz jalkitzeko. Mekanismo horren bidez, egitura kuasihelikoidal bat lortzen da (partikulek kiralitatea eskuratzen dute). Geometria horri esker, polarizazio zirkularreko argiarekin interakziona dezakete “nanotorloju” horiek, orain arte ezagutzen ziren bestelako objektu guztiekin baino eraginkortasun askoz handiagoz. Propietate horiek eragin lezakete biomolekulak oso modu selektibo eta sentikorrean detektatzea. Mekanismo moldaerraz, erreproduzigarri eta eskalagarria da, jarduera optiko kiral handiko nanopartikulak ekoizteko balio duena. Science zientzia-aldizkari entzutetsuak eman du ikerketa-lan honen berri.
Arlo asko dira substantziak detektatzeko argiaren eta materiaren arteko interakzioaz baliatzen direnak. Funtsean, argiak materia jotzen du, eta materiak xurgatu edo islatu egiten du oso modu bizi eta selektiboan, partikularen tamainaren eta geometriaren eta argi-mota intzidentearen arabera. Luis Liz Marzánek zuzentzen duen ikerketa-taldeak, zeinak nanoplasmonika izeneko arloan jarduten baitu, metal noblezko nanopartikulak erabiltzen ditu, hala nola urrezkoak eta zilarrezkoak, “argiak modu berezi batez interakzionatzen baitu partikula-mota horrekin dimentsio horietan —azaldu du Liz Marzán CIC biomaGUNEko zuzendari zientifikoak—. Eta, kasu honetan, aztertu dugu sortutako urrezko nanopartikula kiral horiek zer interakzio duten polarizazio zirkularreko argiarekin”.
Normalean, argia ez dago polarizatua, hau da, uhinak ia orientazio guztiekin hedatzen dira argi-sorta baten barnean. “Argia polarizatuta dagoenean, uhina norabide bakarrean hedatzen da; eta polarizazio zirkularra duenean, uhinak biratu egiten du, bai erlojuaren orratzen norabidean bai kontrakoan —dio ikertzaileak—. Substantzia kiralek polarizazio zirkular jakin bateko argia xurgatzen dute batez ere, kontrako polarizazioko argiarekin alderatuta”.
Kiralitatea eskala guztietan hauteman daitekeen fenomenoa da: objektu kiral bat eta haren ispilu-irudia ezin dira gainezarri; esate baterako, esku bat bestearen ispilu-irudia da, berdin-berdinak dira, baina bata bestearekin gainezarriz gero, hatzen posizioa ez dator bat. Hori bera gertatzen da “biomolekula batzuetan; eta molekula bat bere ispilu-irudiarekin ezin gainezarri ahal izatea prozesu biologiko askoren jatorria da. Adibidez, gaixotasun batzuk sortzen dira galdu egiten delako substantzia kiral baten bi formetako bat, zeina ekintza jakin batez arduratzen baita, ezagutzeko modua”, zehaztu du Liz Marzánek.
Objektu nanometriko baten gaineko hiru dimentsioko fabrikazioa
Ikerbasque irakasleak dionez, “zilindro-formarekin aurrez fabrikatutako nanopartikulen gainean urre-atomoak egitura ia helikoidal bati jarraituz, “nanotorloju” moduko bat eratuz, jalkitzera bideratuko dituen mekanismoa aurkitu dugu. Hala, partikulak berak geometria kirala lortzen du. Estrategia berri hori kimika supramolekularreko mekanismo batean oinarritzen da, hau da, molekulak elkarren artean lotura kimikorik sortu gabe elkartuz lortzen diren egituretan oinarritzen da”. Liz Marzánek dionez, “horrek benetan esan nahi du eskala nanometrikoko materiaren egitura kontrolatzera iritsi garela, baina nanopartikula baten beraren barnean; alegia, objektu nanometriko baten gaineko hiru dimentsioko fabrikazioaz ari gara. Egia esan, egitura oso konplexu bat lortzeko atomoek non kokatu behar duten atomoz-atomo erabakitzea bezala da ia-ia”.
Halako nanopartikulak sortzeko, “xaboi-molekulaz, surfaktante-molekulaz, inguratzen dira partikula zilindrikoak. Ohiko xaboi-molekulen tartean kiralitate molekularra daukaten aditiboak kokatu ditugu; hortaz, interakzio supramolekularrak eragiten du egitura ia helikoidal batean antolatzea molekula horiek zilindro metalikoaren gainazalaren gainean; horrek, aldi berean, bideratu egiten du metala egitura horrekin berarekin haztea, eta horrexek ematen dio nanopartikulari lortu nahi dugun kiralitatea. Horren ondorioz, orain arte polarizazio zirkularreko argiarekin lortu den detekzio espektrometrikoko eraginkortasunik handienak lortzen dira”.
Liz Marzánek adierazi du prozesua beste material-mota batzuetarako orokortu daitekeela: “Ikusi dugu estrategia bera erabiliz platino-atomoak jalki daitezkeela urrezko nanozilindroen gainean, helize-egitura berarekin. Horrenbestez, aukera asko zabaltzen dira bai propietate optikoen aplikazioei dagokienez, bai katalisiaren arloan ere (platinoa oso katalizatzaile eraginkorra baita). Horrez gainera, izugarri hobetu daiteke garrantzi biologikoa eta terapeutikoa izan dezaketen molekula kiralen sintesia”. Bestalde, mekanismo hori aplika liteke irudi biomedikoko teknika berrietarako, sentsore-fabrikaziorako, etab. “Ziur gaude lan honek bide asko zabalduko dizkiela beste ikertzaile batzuei, mekanismoa orokortu baitaiteke, alegia, molekula-mota ugarirekin erabil baitaiteke. Lan asko dugu egiteko”, dio.
Ikerketa CIC biomaGUNEk garatu eta koordinatu du, baina beste erakunde batzuetako ikerketa-taldeak izan ditu lankide, hala nola Madrilgo Unibertsitate Konplutentsekoak (bi surfaktante-motak nahastean helize-egiturak sortzen direla frogatzen duten kalkulu konputazionalak), Vigoko eta Extremadurako unibertsitateetakoak (partikulen propietate optikoen kalkulu teorikoak) eta Anbereseko Unibertsitatekoak (hiru dimentsioko mikroskopia elektronikoko irudiak eta partikulen irudi animatuak egitea).
.png)
