Un nuevo tratamiento para la obesidad reduce el peso corporal en ratones, ratas y primates

19.10.2017

Un grupo de científicos ha creado proteínas modificadas que reducen el peso corporal, los valores de insulina en sangre y los niveles de colesterol en ratones, ratas y primates obesos. Los resultados obtenidos podrían sentar las bases para alternativas - urgentemente necesarias, por cierto - a la cirugía bariátrica para el tratamiento de la obesidad en humanos, cuyas tasas casi se han triplicado en todo el mundo desde 1975.

Basándose en la observación de que los ratones, las ratas y los humanos obesos tienen elevadas concentraciones séricas de una proteína llamada «GDF15» en comparación con individuos delgados de control, Yumei Xiong y sus colegas se propusieron desarrollar tratamientos derivados de esta molécula. En múltiples modelos de ratón de obesidad tanto genética como inducida por la dieta, la administración del gen de la GDF15 redujo el peso corporal, la ingesta de comida y los niveles de insulina sérica de los animales. Dado que la GDF15 tiene una semivida corta en plasma y es difícil de producir en cantidades sustanciales, los científicos generaron dos proteínas de fusión diferentes, más estables en la circulación y que produjeron mejores resultados; ambas disminuyeron de forma eficaz el peso corporal de ratones y macacos cangrejeros obesos.

Curiosamente, Xiong et al. también demostraron que el régimen de GDF15 alteraba las preferencias de alimentación en los ratones, de modo que los animales optaban por comer alimentos menos calóricos cuando se les daba a elegir entre el alimento estándar y una dieta a base de leche condensada rica en calorías; por el contrario, los ratones sin tratar se atiborraban de alimentos altos en calorías. Los autores determinaron que la GDF15 activó una población de neuronas llamadas «neuronas con potencial de acción» que forman parte de una porción del eje intestino-cerebro, pero señalan que es necesario realizar más estudios para identificar el receptor celular de la proteína antes de que los eventuales tratamientos lleguen a la consulta médica.

Más información

http://www.quimica.es/noticias/165364/un-nuevo-tratamiento-para-la-obesidad-reduce-el-peso-corporal-en-ratones-ratas-y-primates.html

Creado un láser que permite la emisión simultánea de luz con diferentes estados de polarización

26.10.2017

CSIC

Un investigador alinea algunos componentes del láser.

Un equipo de investigación con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado experimentalmente por primera vez un láser de fibra aleatorio que permite la generación simultánea de radiación láser a frecuencias cercanas entre sí con diferentes estados de polarización, con unas eficiencias comparables a las de un láser de fibra convencional. Los resultados, publicados en la revista Scientific Reports, representan un importante avance en la comprensión y el control de la polarización de la luz en el interior de un láser y abren una vía hacia la fabricación de nuevas fuentes de luz polarizada con aplicaciones en telecomunicaciones y sensores.

“La polarización (el plano o combinación de planos los que vibra el campo eléctrico de una onda electromagnética) es una propiedad de la luz que cuenta con numerosas aplicaciones tecnológicas, que van desde el control de calidad de objetos transparentes hasta a la proyección de películas en 3D, pasando por la fabricación de gafas de sol, pantallas de LCD o filtros fotográficos”, explica Juan Diego Ania Castañón, investigador del CSIC en el Instituto de Óptica Daza de Valdés que ha dirigido el estudio.

“En este trabajo hemos hecho uso de un efecto conocido como atracción de polarización, que permite a un haz de luz modificar el estado de polarización de otro, para fabricar un láser de fibra óptica capaz de emitir al mismo tiempo luz en diferentes estados de polarización. En el proceso hemos dado un paso relevante en la comprensión y el control de las propiedades de los láseres de fibra óptica. Nuestros resultados demuestran que podemos controlar separadamente el estado de polarización de dos haces de luz que se transmiten a la vez y a frecuencias casi idénticas en direcciones opuestas por el interior del mismo láser.", señala el investigador.

“En el mundo de la fibra óptica el control de la polarización tiene multitud de usos”, añade Ania Castañón. “En telecomunicaciones, por ejemplo, el estado de polarización permite diferenciar dos señales transmitidas por una fibra, duplicando la capacidad de transmisión de datos. También puede ser utilizado para amplificar una señal empleando menos energía o reducir el ruido en la señal recibida, lo que al final se acaba reflejando en más datos enviados por segundo. El control de la polarización es también fundamental en el desarrollo de diversos tipos de sensores de fibra, desde giróscopos para uso aeroespacial hasta detectores distribuidos de vibraciones para la monitorización de grandes infraestructuras.", concluye el investigador.

Publicación original:

Javier Nuño, Giuseppe Rizzelli, Francesca Gallazzi, Francisco Prieto, Conchi Pulido, Pedro Corredera, Stefan Wabnitz, y Juan D. Ania-Castanon; "Open-Cavity Spun Fiber Raman Lasers with Dual Polarization Output"; Scientific Reports.

A biologically inspired, flapping-wing, hybrid aerial-aquatic microrobot

From millimeter-scale insects to meter-scale vertebrates, several animal species exhibit multimodal locomotive capabilities in aerial and aquatic environments. To develop robots capable of hybrid aerial and aquatic locomotion, we require versatile propulsive strategies that reconcile the different physical constraints of airborne and aquatic environments. Furthermore, transitioning between aerial and aquatic environments poses substantial challenges at the scale of microrobots, where interfacial surface tension can be substantial relative to the weight and forces produced by the animal/robot. We report the design and operation of an insect-scale robot capable of flying, swimming, and transitioning between air and water. This 175-milligram robot uses a multimodal flapping strategy to efficiently locomote in both fluids. Once the robot swims to the water surface, lightweight electrolytic plates produce oxyhydrogen from the surrounding water that is collected by a buoyancy chamber. Increased buoyancy force from this electrochemical reaction gradually pushes the wings out of the water while the robot maintains upright stability by exploiting surface tension. A sparker ignites the oxyhydrogen, and the robot impulsively takes off from the water surface. This work analyzes the dynamics of flapping locomotion in an aquatic environment, identifies the challenges and benefits of surface tension effects on microrobots, and further develops a suite of new mesoscale devices that culminate in a hybrid, aerial-aquatic microrobot.

Chen,Y. Wang, H (October 2017) "A biologically inspired, flapping-wing, hybrid aerial-aquatic microrobot". Science Robotics, Vol. 2, Issue 11, eaao5619 DOI: 10.1126/scirobotics.aao5619

A supersuppressor for pancreatic cancer

Mutation or loss of the transcription factor p53 is associated with many cancers, particularly pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Therapies that restore or mimic the signaling of wild-type p53 may inhibit tumor growth and progression. Mello et al. generated a “super tumor-suppressor” p53 mutant (see also Aylon and Oren). Mutating one of the transcriptional activation domains (TAD53,54) in p53 prevented tumor growth in mice genetically predisposed to develop KRAS-induced PDAC. Chromatin binding and gene expression analyses of mouse tissue revealed that the TAD53,54-mutant p53 enhanced the transcription of the gene encoding the phosphatase PTPN14. Previous reports identified antimetastatic roles for PTPN14 (the abundance of which increases with cell density) in various cancers by inducing the cytoplasmic sequestration (and inhibition) of the transcription cofactor YAP or by inhibiting the secretion of prometastatic factors. YAP is a critical factor in PDAC progression. Indeed, p53(TAD53,54)-induced PTPN14 mediated tumor suppression in PDAC cells by relocalizing YAP to the cytoplasm but not in a manner dependent on its phosphatase activity. Histological analysis of patient tissue indicated that the p53-PTPN14-YAP axis was a conserved tumor-suppressive mechanism in a human pancreatic cancer, suggesting that the development of therapeutics toward this axis may block YAP-driven disease progression in PDAC patients. Furthermore, unlike previous attempts at activating p53 through other mutations or regulatory targets, expression of the TAD53,54-mutant p53 did not have any apparent detrimental effects in the mice. Thus, these findings may bring us one step closer to p53-targeted cancer therapy.

1. S. S. Mello, 
2. L. J. Valente, 
3. N. Raj, 
4. J. A. Seoane, 
5. B. M. Flowers, 
6. J. McClendon, 
7. K. T. Bieging-Rolett, 
8. J. Lee, 
9. D.Ivanochko, 
10. M. M. Kozak, 
11. D. T. Chang, 
12. T. A. Longacre, 
13. A. C. Koong, 
14. C. H. Arrowsmith, 
15. S. K. Kim, 
16. H. Vogel, 
17. L. D.Wood, 
18. R. H. Hruban, 
19. C. Curtis, 
20. L. D. Attardi
, A p53 super-tumor suppressor reveals a tumor suppressive p53-Ptpn14-Yap axis in pancreatic cancer. Cancer Cell 32, 460–473.e6 (2017)

Químicos de la Universidad Rusa de la Amistad de los Pueblos (RUDN) sintetizan nuevo compuesto para el diseño de máquinas moleculares.

Químicos de RUDN y diversos colegas desarrollaron un innovador método de cristalización. Este enfoque permite producir un nuevo compuesto mercúrico complejo con ligandos orgánicos e inorgánicos híbridos con una estructura muy inusual. Compuestos como estos pueden utilizarse para crear máquinas moleculares, es decir, moléculas capaces de realizar trabajo mecánico.

Para obtener este compuesto, los científicos emplearon interacciones no-covalentes (enlaces de hidrógeno y halógenos) para instalar los bloques de construcción moleculares en arquitecturas supramoleculares con dimensiones precisas y topologías.

La característica notable de los complejos producidos en la investigación es su capacidad de formar polímeros de coordinación y no detener el proceso en esta etapa. Estos polímeros pueden formar arquitecturas reticulares bidimensionales y tridimensionales autoensambladas si son situados en soluciones diferentes. Tal propiedad podría encontrar un uso en la producción de máquinas moleculares.

Referencia: American Association for the Advancement of Science (AAAS)

El efecto del entorno de disolvente y coordinación de la fuente de metal en el camino de la autoensamblaje de una cápsula de coordinación de Pd (II)

En reacciones químicas en solución, hay muchos ejemplos de que la vía de reacción (quimio y estereoselectividades), así como la velocidad de reacción, se alteran por el disolvente; esto se debe a las diferencias en la estabilización de los sustratos, los estados de transición y los productos. En el autoensamblaje molecular, en el que las estructuras bien definidas se construyen a través de múltiples reacciones reversibles o interacciones moleculares, es natural que no solo la formación de estructuras autoensambladas sino también la correspondiente vía de autoensamblaje dependa fuertemente del disolvente. En este trabajo se estudia el camino de autoensamblaje de una cápsula de Pd con fórmula Pd₆L8, la cual tiene una geometría octaédrica. Se realizó el estudio con espectroscopía NMR donde se reveló que el autoensamblaje fue alterada por disolvente y los ligandos, aunque estos no sean componentes del autoensamblaje final. Al inicio, el disolvente juega un papel importante en la ruta del autoensamblaje, pero después los ligantes toman un papel más importante. Se creía que el reemplazo de un ligante débil, generaría el complejo final más rápidamente; sin embargo, al salir, este genera una especie de trampa cinética que evita la formación de la cápsula. Solventes como CH₃CN y DMSO son efectivos para propiciar la formación de especies termodinámicamente más estables. Para Pd (II), el solvente CD₃NO₂, acelera el intercambio de ligantes, pero, también, evita la formación de intermediarios que causan especies atrapadas.

Referencia:

Kai, S., Sakuma, Y., Mashiko, T., Kojima, T., Tachikawa, M., & Hiraoka, S. (2017). The Effect of Solvent and Coordination Environment of Metal Source on the Self-Assembly Pathway of a Pd (II)-Mediated Coordination Capsule. Inorganic Chemistry.

Diagramas Tanabe-Sugano para la determinación de impurezas

Los diagramas Tanabe-Sugano han sido ampliamente utilizados para la caracterización experimental de impurezas presentadas por metales de transición en las redes cristalinas de materiales aislantes, tomando ventaja de las excitaciones d-d que estos metales presentan. Las impurezas para metales como cromo, hierro o níquel pueden ser ajustadas, para redes cúbicas, utilizando solamente tres parámetros: el parámetro de división del campo cúbico (10Dq) y dos parámetros de Racah, B y C, siendo B un parámetro que decrece al disminuirse la electronegatividad del ligante en el complejo metálico y, por tanto, al incrementarse la covalencia del complejo. Sin embargo, la aseveración anterior provoca inconsistencias al analizar cambios pequeños pero relevantes en transiciones ópticas inducidas por la modificación de la red del huésped o por presión hidrostática, dado que la presión puede cambiar la naturaleza de los estados excitados.
A manera de superar estas inconsistencias, es importante considerar que usualmente los electrones activos de una impureza debida a un metal de transición están confinados en el complejo formado con los aniones más cercanos; sin embargo, se ha propuesto que las propiedades ópticas y magnéticas asociadas a la impureza no pueden ser comprendidas tan sólo al considerar el complejo como una entidad aislada, sino que es necesario tener en cuenta el campo eléctrico creado por el resto de los iones en la red cristalina en los electrones activos del complejo. De igual manera, existen estudios que mencionan que las variaciones inducidas por el cambio en la red cristalina o por la presión hidrostática no pueden ser explicadas con suficiencia tomando como referencia única la metodología tradicional llevada a cabo con los diagramas Tanabe-Sugano y considerando únicamente los cambios en covalencia, y que es necesario llevar a cabo estudios y simulaciones más minuciosas que tengan en cuenta los cambios en densidad electrónica presentados en el sistema.

Referencia:
Trueba, A., García-Lastra, J. M., Garcia-Fernandez, P., Aramburu, J. A., Barriuso, M. T., & Moreno, M. (2011). Cr3+-Doped Fluorides and Oxides: Role of Internal Fields and Limitations of the Tanabe–Sugano Approach. The Journal of Physical Chemistry A, 115(46), 13399-13406.

Binary temporal upconversion codes of Mn2+-activated nanoparticles for multilevel anti-counterfeiting

Optical characteristics of luminescent materials, such as emission profile and lifetime, play an important role in their applications in optical data storage, document security, diagnostics, and therapeutics. Lanthanide-doped upconversion nanoparticles are particularly suitable for such applications due to their inherent optical properties, including large anti-Stokes shift, distinguishable spectroscopic fingerprint, and long luminescence lifetime. However, conventional upconversion nanoparticles have a limited capacity for information storage or complexity to prevent counterfeiting. Here, we demonstrate that integration of long-lived Mn2+ upconversion emission and relatively short-lived lanthanide upconversion emission in a particulate platform allows the generation of binary temporal codes for efficient data encoding. Precise control of the particle’s structure allows the excitation feasible both under 980 and 808 nm irradiation. We find that the as-prepared Mn2+-doped nanoparticles are especially useful for multilevel anti-counterfeiting with high-throughput rate of authentication and without the need for complex time-gated decoding instrumentation.

Liu, X. (Febrary de 2017). Binary temporal upconversion codes of Mn2+-activated nanoparticles for multilevel anti-counterfeiting. Obtenido de https://www.nature.com/articles/s41467-017-00916-7

High-density lipoprotein delivered after myocardial infarction increases cardiac glucose uptake and function in mice

Lipoprotein lends a hand for heart attacks

Preventing myocyte damage after myocardial infarction could help stop the development of heart failure. Heywood et al. administered reconstituted high-density lipoprotein (rHDL) after inducing cardiac ischemia in mice and showed that treatment caused increased glucose uptake in myocytes, reduced infarct size, and improved ventricle function. rHDL was effective in prediabetic and healthy mice, suggesting that it may be a promising treatment for acute coronary syndrome.

Protecting the heart after an acute coronary syndrome is a key therapeutic goal to support cardiac recovery and prevent progression to heart failure. A potential strategy is to target cardiac glucose metabolism at the early stages after ischemia when glycolysis is critical for myocyte survival. Building on our discovery that high-density lipoprotein (HDL) modulates skeletal muscle glucose metabolism, we now demonstrate that a single dose of reconstituted HDL (rHDL) delivered after myocardial ischemia increases cardiac glucose uptake, reduces infarct size, and improves cardiac remodeling in association with enhanced functional recovery in mice. These findings applied equally to metabolically normal and insulin-resistant mice. We further establish direct effects of HDL on cardiomyocyte glucose uptake, glycolysis, and glucose oxidation via the Akt signaling pathway within 15 min of reperfusion. These data support the use of infusible HDL preparations for management of acute coronary syndromes in the setting of primary percutaneous interventions.

Bibliografía

Heywood, S. E. (2017). High-density lipoprotein delivered after myocardial infarction increases cardiac glucose uptake and function in mice. Science Translational Medicine, Vol. 9, Issue 411, eaam6084.

Nanoparticles awaken immune cells to fight cancer

Tiny nanoparticles, far smaller than the width of a human hair, might help the body’s own immune system fight tumors, a new study shows. In experiments with mice, the nanoparticle-based therapy not only wiped out the original targeted breast cancer tumors, but metastases in other parts of the body as well. Human clinical trials with the new therapy could begin within the next several months, researchers say.

The search for drugs that spur the immune system to fight tumors is one of the hottest fields in cancer research. Immune sentries, known as T cells, are normally on the prowl for suspicious looking targets, such as bacterial invaders and potential tumor cells. If they recognize one, they sound the alarm, inducing other immune cells to mount a larger response. However, the T cells’ alarm can be muted by so-called immune checkpoints, other proteins on the surface of normal cells that tamp down the immune response to prevent harmful autoimmune reaction to normal tissue. Tumor cells often over express these checkpoint molecules, putting the brakes on the immune system’s search and destroy work.

To overcome that problem, pharmaceutical companies have developed a number of different antibody proteins that block these overexpressed checkpoint molecules and enable the immune system to target tumors. In cases where there are lots of T cells in the vicinity of a tumor, or where tumor cells have undergone large numbers of mutations, which creates additional targets for immune sentries, T cells will signal a full-fledged immune response to the cancer. Such cancer immunotherapy can add extra years to patients’ lives.

Bibliografía

Service, R. F. (5 de January de 2017). Science mag. Obtenido de http://www.sciencemag.org/news/2017/01/nanoparticles-awaken-immune-cells-fight-cancer

Dopaje de Nanopartículas con Metales de Transición

El dopaje de nanopartículas con metales de transición es de gran interés debido a las nuevas propiedades tanto ópticas como magnéticas (entre otras) que pueden ser observadas al hacerlo; en específico, el dopaje de puntos cuánticos con manganeso ha recibido una elevada atención debido a que la unión de la intensa luminiscencia de este metal de transición con la gran absorción de los puntos cuánticos vuelven a esta nanoformulación prometedora para aplicaciones variadas, esto como resultado de la interacción de acarreadores de carga fotogenerados en los puntos cuánticos con el momento magnético elevado de los iones manganeso (II), el cual es un metal de transición d5.
Por otro lado, debe mencionarse que en la actualidad los nanocristales de perovskita han atraído gran interés debido a que tienen un rendimiento cuántico casi unitario en un rango espectral muy amplio en el que también se incluye la zona del visible, razón por la cual se están estudiando nuevas rutas de síntesis para estos materiales que permitan controlar sus propiedades ópticas y su estabilidad química. Una manera de controlar dichas propiedades podría ser el dopaje de estos materiales, para lo que el manganeso abre muchas posibilidades en cuanto a emisión intensa de radiación; la caracterización de sus propiedades ópticas, sin embargo, debe tener en cuenta que los espectros de emisión y excitación de la nanoformulación incluirán picos que correspondan a la transición intraconfiguracional del manganeso entre los microestados 4T1 a 6A1, y que los cálculos que expliquen la estructura fina de los espectros de estos materiales aún están en desarrollo. Un estudio realizado por investigadores de la Utrecht University y la National Taipei University of Technology en este año reportó la síntesis de una nanoformulación como la descrita con anterioridad, creando nanocristales del tipo CsPbCl3 dopados con manganeso (II) a través de un sencillo método que puede ser llevado a cabo a temperatura ambiente, estudiando la repercusión que distintos parámetros en la síntesis de los mismos tienen en sus características ópticas.

Referencia
Xu, K., Lin, C. C., Xie, X., & Meijerink, A. (2017). Efficient and Stable Luminescence from Mn2+ in Core and Core–Isocrystalline Shell CsPbCl3 Perovskite Nanocrystals. Chemistry of Materials, 29(10), 4265-4272.

European XFEL: Se lanza en Hamburgo el mayor laser de rayos X del mundo

A partir del 1 de septiembre de 2017 comenzará a funcionar el European XFEL - el mayor laser de rayos-X del mundo. La instalación de investigación, que tiene un valor de 1.220 millones de euros y están situadas en la región metropolitana de Hamburgo, implican a 11 países de Europa.

La instalación son un proyecto de superlativos: con 27.000 flashes de rayos-X por segundo y una luminosidad 1.000 millones de veces superior a la de las mejores Fuentes convencionales de rayos-X, XFEL abrirá enteramente nuevas oportunidades de investigación y ayudará a trascender los actuales vínculos de la investigación de la ciencia. Permitirá a los científicos internacionales descifrar la composición molecular de los virus y células, tomando imágenes de tres dimensiones del nanomundo, reacciones químicas de películas y procesos de estudios que se producen muy dentro de los planetas. XFEL ayudará a desarrollar, por ejemplo, nuevos medicamentos y nuevos materiales.

Se lanzará a través de la Ministra de Investigación de Alemania, Johanna Wanka, el Primer Alcalde de Hamburgo, Olaf Scholz, el Ministro de Ciencias de Schleswig-Holstein, Karin Prien, el Asesor del Presidente de Rusia, Andrei Fursenko, el Ministro de Investigación de Francia, Frédérique Vidal, y otros representantes de alta graduación. A ellos se unirán varios investigadores externos, que actualmente están preparando sus primeros experimentos a mediados de septiembre.

Para mayor información visita http://www.quimica.es/noticias/164784/european-xfel-se-lanza-en-hamburgo-el-mayor-laser-de-rayos-x-del-mundo.html

El efecto Jahn-Teller en la simulación del cobre (II)

Los metales transicionales están presentes en la mayoría de las proteínas, formando complejos con ellas que les dan características catalíticas, electrónicas y estructurales requeridas para su rol biológico. Las simulaciones de dinámica molecular son frecuentemente aplicadas para comprender la dinámica de las metaloproteínas, misma que podría revelar importante información del papel que estas juegan en distintos procesos biológicos tales como la protección celular contra estrés oxidativo. Sin embargo, una desventaja de la aplicación de estas simulaciones en metaloproteínas es que los campos de fuerza incluidos en las mismas (representando los efectos electrónicos en torno al ion metálico) no tienen los parámetros necesarios para representar al centro metálico con precisión.
Mientras que algunos de los modelos utilizados en las simulaciones representan a los iones metálicos como esferas de van der Waals, otros lo hacen a través de la introducción de enlaces artificiales entre el metal y los ligantes. Las desventajas de estos modelos son distintas para cada uno, pero involucran eventos como la ausencia de la consideración del posible intercambio de ligantes o la interconversión entre distintas geometrías. Un modelo que busca resolver estos inconvenientes es el dummy model al presentar una aproximación no enlazada de dummy atoms con el centro metálico; sin embargo, pese a que este modelo ha proveído modelos viables para iones de zinc, calcio o níquel con distintas geometrías, encontró un inconveniente en el caso del cobre (II) debido a la distorsión Jahn-Teller que este presenta dada su configuración electrónica d9.
A manera de solucionar esto, un equipo de investigadores internacionales presentó en 2015 un dummy model para el cobre capaz de reproducir las propiedades de coordinación y conformación del ion metálico; previo a esto, otro estudio había presentado un modelo basado en teoría de traslape angular que, pese a contemplar el efecto Jahn Teller en el cobre, implicaba un costo computacional muy alto. Entre los hallazgos encontrados en el estudio se encuentran la preferencia por la formación de enlaces coordinados en las posiciones ecuatoriales del cobre (II) en solución acuosa, así como ciertos datos sobre la interacción de este ion metálico con péptidos beta-amiloides, lo cual podría ser de importancia para el estudio del Alzheimer.

Referencia:
Liao, Q., Kamerlin, S. C. L., & Strodel, B. (2015). Development and Application of a Nonbonded Cu2+ Model That Includes the Jahn–Teller Effect. The journal of physical chemistry letters, 6(13), 2657-2662.

Inmobilización de complejos de lantánidos en nanopartículas mesoporosas de sílice

El descubrimiento de los materiales mesoporosos de sílice ha captado el interés científico debido a su alta área superficial, así como a su distribución uniforme de tamaño de poro y la posibilidad de ajustar los mismos según se requiera, siendo en la actualidad estudiados para la entrega de medicamentos, el marcaje celular y la liberación controlada de fármacos. Entre las características positivas de este nanomaterial se encuentra que parece ser un buen huésped para complejos formados con lantánidos, mismos que podrían ser aplicados en imagenología biomédica, terapia génica o entrega de medicamentos.

En general, los complejos de lantánidos con luminóforos son útiles debido a que presentan una alta eficiencia cuántica, líneas de emisión intensas, largos tiempos de vida y una alta pureza de sus colores bajo excitación ultravioleta; no obstante, su uso en aplicaciones prácticas no ha sido elevado debido a que cuentan con una baja estabilidad térmica, así como una baja fuerza mecánica. Sin embargo, la incorporación de estos complejos en materiales mesoporosos de sílice ha mostrado mejorar la estabilidad fototérmica de los complejos, así como disminuir el self-quenching resultante del efecto de concentración.

Un ejemplo de esto puede observarse en un estudio publicado en el 2010 por investigadores en la universidad de Jilin en China (véase la referencia incluida más abajo), el cual relata la utilización de nanopartículas mesoporosas de sílice coloidales como materiales para la inmobilización de complejos de lantánidos con ácido imidazoldicarboxílico, un ligante para proteger y sensibilizar al ion metálico. Los nanomateriales fotoluminiscentes sintetizados muestran una luminiscencia atribuida principalmente a transiciones de ⁵D₄ a ⁷F₅ y de ⁵D₀ a ⁷F₂, cuentan con un largo tiempo de fluorescencia y presentan fotoluminiscencias rojas y verdes intensas; de igual manera, estos nanomateriales cuentan con una estabilidad coloidal que, se presagia, les proveerá ventajas para aplicaciones potenciales en entrega de fármacos e imagenología óptica.

Referencia:

Zhang, D., Wang, X., Qiao, Z. A., Tang, D., Liu, Y., & Huo, Q. (2010). Synthesis and characterization of novel lanthanide (III) complexes-functionalized mesoporous silica nanoparticles as fluorescent nanomaterials. The Journal of Physical Chemistry C, 114(29), 12505-12510.

Construir moléculas "imposibles" átomo a átomo

En una serie de experimentos pioneros, unos físicos han ensayado un método con el que han sido capaces de crear una nueva molécula, única en su tipo ya que hasta ahora había sido imposible obtener moléculas así. Esta nueva capacidad para construir moléculas y obtener así sustancias químicas sin depender de las reacciones químicas convencionales, podría llegar a tener aplicaciones en medicina, ciencia de los alimentos y otros campos.

Durante los últimos 200 años, diversos científicos han desarrollado normas para describir las reacciones químicas que han observado, incluyendo las que acontecen en alimentos, vitaminas, medicamentos y organismos vivos. La molécula creada por el equipo del profesor Eric Hudson, de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), Estados Unidos, incumple una de las más generalizadas y lo hace de un modo que se consideraba imposible. Hasta donde saben Hudson y sus colegas, la molécula es la primera observada por científicos que está compuesta por un átomo de oxígeno unido a dos átomos de metal diferentes. Normalmente, un átomo de metal puede reaccionar con un átomo de oxígeno para producir una molécula estable. Sin embargo, cuando los científicos de la UCLA añadieron un segundo átomo de otro metal a la mezcla, se formó la citada nueva molécula "imposible".

El laboratorio de Hudson usó luz láser para enfriar diminutas cantidades de moléculas y átomos reactivos hasta una temperatura extremadamente baja (una milésima de grado por encima del cero absoluto) y después las hizo levitar en un espacio más pequeño que el grosor de un cabello humano, dentro de una cámara de vacío. Bajo estas condiciones altamente controladas, los científicos pudieron observar propiedades de átomos y moléculas que de otro modo están ocultas, y las "herramientas físicas" que usaron les permitieron mantener en tales condiciones una muestra de átomos y observar cambios químicos molécula a molécula.

Eric Hudson. (Foto: Stuart Wolpert/UCLA)

Las temperaturas ultrafrías usadas en el experimento se pueden también emplear para simular esta clase de reacción tal como sucedería en el espacio exterior. Eso podría ayudar a los científicos a averiguar cómo ciertas moléculas complejas, incluyendo algunas que pueden ser precursoras de la vida, aparecieron en el espacio.

Los investigadores encontraron que cuando reunían metóxido de bario y calcio dentro de su sistema bajo condiciones normales, no reaccionaban porque los átomos no podían encontrar una forma de reorganizarse para formar una molécula estable. Sin embargo, cuando los científicos usaron un láser para cambiar la distribución de los electrones en el átomo de calcio, la reacción se produjo rápidamente, formándose la nueva molécula.

Referencia 

http://noticiasdelaciencia.com/not/25795/construir-moleculas-imposibles-atomo-a-atomo/