Persigue la síntesis de nanopuntos de carbono luminiscentes con propiedades útiles para la bioimagen, el diagnóstico y la catálisis
SAN SEBASTIÁN, 8 (EUROPA PRESS)
CIC biomaGUNE ha puesto en marcha el proyecto e-DOTS, que cuenta con una dotación de 2,5 millones de euros a través de una Advanced Grant concedida por el Consejo Europeo de Investigación. El proyecto, dirigido por Maurizio Prato, persigue la síntesis de nanopuntos de carbono luminiscentes con propiedades útiles para la bioimagen, el diagnóstico y la catálisis.
Según explican desde el centro tecnológico, los nanodots o nanopuntos de carbono son nanopartículas esféricas compuestas de carbono, hidrógeno, oxígeno y otros átomos que se pueden adicionar, como el nitrógeno o el azufre, que se sintetizan tratando moléculas orgánicas a temperaturas de entre 200 y 300°C.
La solubilidad en agua y en otros disolventes, así como la intensa luminiscencia de estos nanodots, les confiere unas propiedades ideales para su utilización en imagen biomédica, con aplicaciones tanto en nuevas terapias como en diagnóstico.
“Todavía no se conoce bien la estructura de los nanodots. A las temperaturas a las que se someten los reactivos, se obtienen estructuras bastante más complicadas que las originales, y todavía no las conocemos. Sabemos que, dependiendo del método de síntesis, es decir, utilizando diferentes compuestos para su formación, se pueden modificar sus propiedades”, subraya el profesor Ikerbasque y AXA Chair Maurizio Prato.
El grupo de Bionanotecnología del Carbono de CIC biomaGUNE, liderado por Prato, acaba de poner en marcha el proyecto e-DOTS. Se trata de un proyecto de investigación fundamental cuyo objetivo es “investigar la estructura y las propiedades de los nanodots, para llegar a sintetizarlos exactamente con las propiedades que queremos que tengan”, precisa Prato.
Este proyecto de investigación de gran potencial está financiado con fondos del Consejo Europeo de Investigación (ERC) concedidos en 2020 dentro de la dotación de los prestigiosos ERC Advanced Grant (2,5 millones de euros en 5 años). La ERC ha valorado que este proyecto puede transformar los nanodots desde un nivel puramente académico hasta un nivel de aplicación en la nanomedicina y en la ciencia médica, en general.
“Comenzamos a trabajar con nanopuntos en 2016. Dependiendo del método de síntesis, se pueden obtener nanodots con propiedades muy diferentes, útiles para diferentes aplicaciones. El objetivo principal del proyecto es llegar a conocer en detalle la estructura, la reactividad química y las propiedades de estos materiales, entender cómo se forman y llegar a modificarlos en la manera que deseamos: partiendo de una preparación reproducible y fiable y llegando al control de las propiedades”, señala el profesor Maurizio Prato.
APRENDIZAJE AUTOMÁTICO
En este recorrido, el grupo de investigación contará con un sistema de ‘machine learning’ o aprendizaje automático. “Estamos aplicando un sistema automatizado para descubrir nuevos nanodots utilizando un método para la optimización de su síntesis; es decir, una especie de robot que prepare nuevas nanopartículas, las analice y nos diga si las propiedades son mejores o peores de lo que esperamos, que nos ayude a entender cómo sintetizar los mejores nanopuntos y cómo podemos mejorar las propiedades”, explica el investigador.
Profundizar en los aspectos fundamentales de los nanodots de carbono permitirá desplegar todo su potencial en aplicaciones tecnológicas y biológicas, que pueden ir desde la bioimagen de alta calidad hasta la catálisis verde en agua. El profesor Prato contará con la colaboración de los profesores Ikerbasque Jesús Ruíz Cabello y Pedro Ramos, especialistas de CIC biomaGUNE en el campo de la imagen molecular.
Asimismo, se podrían utilizar como marcadores en sistemas biológicos, “así que dependiendo de la estructura externa de los nanodots podremos dirigirlos hasta un tipo de células particular, es decir, podríamos identificar células cancerígenas a través de este sistema”.
Para ello, afirma que es importante establecer un perfil de bioseguridad de los nanodots, ya que “todavía no se sabe bien cómo interaccionan con las células y seres vivos. Es importante estar seguros de que son completamente inocuos”, aunque avanza que según los estudios que han realizado ya “se ve que no tienen toxicidad”.
En el proyecto colaboran otros grupos de CIC biomaGUNE, expertos a nivel mundial en imagen de resonancia magnética, de cara a la aplicación de los nanodots como medios de contraste. Además, una parte del trabajo se va a hacer en colaboración con la Universidad de Trieste en Italia y con el sincrotrón Elettra de Trieste.
“Esperamos poder alcanzar un nivel de complejidad y perfección que nos permita aplicar los nanodots a importantes aplicaciones biomédicas. Hay que proceder por etapas; por lo tanto, se trata de perfeccionar la síntesis y purificación de los nanodots, para luego poder abordar el tema de las aplicaciones, que al ser biomédicas, necesitan alta reproducibilidad y pureza”, concluye Prato.
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