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Nuevas investigaciones con sustancias biológicas

Información general

Creación: investigadores argentinos buscan fusionar sustancias biológicas e inertes para el desarrollo de nuevos compuestos.

"La idea es fabricar materiales más eficientes, que reemplacen a los tradicionales a través del diseño de compuestos que posean las propiedades requeridas para cumplir determinadas funciones. Para ello es necesario construirlos a partir del nivel molecular", explica Gabriel Gordillo, doctor en química e investigador en el Inquimae, instituto perteneciente a la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, al referirse al desarrollo de materiales hechos "a medida".

Lo que hacen los investigadores, simplemente, es imitar a la naturaleza que, luego de 3 mil millones de años de evolución, demostró ser sumamente eficiente en dimensiones tan pequeñas. La célula, por su diseño químico, no es otra cosa que un producto de la nanotecnología: una estructura jerárquica compuesta de unidades muy pequeñas y simples. Dentro de ella se encuentran las organelas, pequeñas usinas, del tamaño de unos pocos nanometros, que procesan las sustancias imprescindibles para la vida de la célula.

Sistemas integrados

"Al igual que las organelas celulares, las denominadas "nanoestructuras` son sistemas integrados, con un número de componentes diversos que interactúan entre sí y dan lugar a estructuras más complejas", señala Gordillo.

Estas nanoestructuras, que pueden incorporar sustancias con actividad biológica, como enzimas y anticuerpos, junto con soportes de metal, tienen aplicaciones tecnológicas muy diversas como la fabricación de catalizadores industriales, instrumentos de medición muy precisos, así como de sensores (dispositivos de alta sensibilidad para la detección, por ejemplo, de contaminantes en el agua o en el aire).

Reacciones químicas

La especialidad de Gordillo es la electroquímica, disciplina que estudia reacciones químicas que se producen sobre uno de los polos eléctricos de un material conductor. Estas reacciones implican una transferencia de electrones que permite medir la cantidad de sustancia que participa en la reacción. Así trabajan los sensores electroquímicos.

Algunos de estos sensores se diseñan para detectar sustancias con actividad biológica en un medio líquido. Para este fin se coloca, por ejemplo sobre un soporte metálico, una enzima que reacciona en forma exclusiva con la sustancia que se busca. La enzima cumple así el rol de un agudo detective, y la corriente eléctrica generada por la reacción química, y transferida por el soporte metálico a un equipo de medición, permite conocer el nivel de concentración de la sustancia en cuestión.

De este modo sería posible calcular la concentración de hormonas, colesterol o glucosa en sangre mediante pequeños dispositivos implantados en el cuerpo que, además de medir, podrían regular la administración de remedios adecuados.

Los investigadores buscan no sólo sintetizar nuevos compuestos, sino también lograr que éstos se organicen solos, es decir, que las moléculas de una determinada sustancia se coloquen, solitas y en forma muy ordenada, sobre la superficie de un metal, por ejemplo.

También en este caso los seres vivos sirven como modelo. Por ejemplo, las células poseen una membrana autoorganizada.

Organización automática

Pero, ¿por qué esa obstinación en que se ordenen solas? "Simplemente, porque lo hacen mejor de lo que podemos hacer nosotros", dice Gordillo. "Esta tarea se cumple en varias etapas, en las que vamos seleccionando los materiales que deben autoorganizarse, y los vamos combinando para lograr una estructura que posea las características y propiedades que nos interesan".

Otro de los objetivos de diseñar nanoestructuras es la fabricación de catalizadores. Estos sirven, por ejemplo, para acelerar la ruptura de enlaces químicos de un compuesto determinado, como los hidrocarburos. Dado que muchos de los metales que se usan como catalizadores en la industria del petróleo son costosos, los investigadores se proponen sintetizar materiales nuevos que cumplan la misma función, con menor costo. Estos materiales pueden también lograr que las reacciones sean más eficientes y menos contaminante, ya que, muchas veces, se generan subproductos tóxicos.

Los nuevos materiales, producto de la unión de metales y sustancias biológicas, y resultado de un diseño molecular, son candidatos firmes a reemplazar a los que la naturaleza provee, y prometen propiedades y aplicaciones impensadas. .

Susana Gallardo
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