La infiltración de válvula monoclonal puede conducir a un diagnóstico precoz

Las partículas son increíblemente pequeñas, unas cien millonésimas del tamaño de una pelota de béisbol, y se mueven aleatoriamente en los líquidos, lo que dificulta procesarlas en una sola forma.

Para superar este desafío, los «dispositivos de nanofluidos» que pueden transportar moléculas en canales extremadamente estrechos, comparables en tamaño a una millonésima parte de una pajilla, están atrayendo la atención como una forma de manipular directamente moléculas individuales en soluciones.

Un equipo de investigación conjunto dirigido por el profesor asociado Yan Xu de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad Metropolitana de Osaka en Japón logró regular el flujo de moléculas individuales en solución abriendo y cerrando una nanoválvula en un nanodispositivo a través de presión externa.

El equipo de investigación fabricó un dispositivo de nanofluidos con una placa de vidrio delgada y flexible en la parte superior y una placa de vidrio rígida con estructuras diminutas que forman nanocanales y asientos de nanotela en la parte inferior. Al aplicar presión externa sobre la placa de vidrio flexible para abrir y cerrar la válvula, lograron controlar y controlar directamente el flujo de moléculas individuales en solución.

También descubrieron que cuando atrapaban moléculas fluorescentes individuales en el espacio a nanoescala dentro de la válvula, la fluorescencia de las moléculas individuales se volvía más brillante. Esto sucedió porque el pequeño espacio dificultaba que las moléculas individuales se movieran al azar. «Este efecto de amplificar la señal de fluorescencia podría ayudar a detectar cantidades muy pequeñas de patógenos para el diagnóstico temprano de enfermedades como el cáncer y la enfermedad de Parkinson, sin necesidad de equipos costosos», dijo Xu.

Los resultados de este estudio podrían ser un paso importante hacia el ensamblaje libre de materiales utilizando moléculas individuales como bloques de construcción en solución. Esta tecnología tiene el potencial de ser útil en varias áreas, como el desarrollo de medicamentos específicamente para enfermedades raras y la creación de mejores pantallas y baterías. Sus aplicaciones son ilimitadas.

“Hemos abordado varios desafíos al proponer y promover el concepto de Química Reguladora de Molecular Único (SMRC, por sus siglas en inglés), en el que las moléculas se tratan como bloques de construcción y todos los procesos que implican reacciones químicas y bioquímicas en solución se realizan sobre la base de una sola molécula. La válvula representa un primer paso de una sola molécula hacia el objetivo, que algún día podría revolucionar la química, la biología y la ciencia de los materiales, así como transformar varias industrias», dijo Xu.

El estudio se publica en Nano Letters.