Conferencias invitadas - IV Congreso Nacional de Nanotecnología

Conferencias invitadas - IV Congreso Nacional de Nanotecnología

Conferencias invitadas
CNN301
Nano-patterns distributions for Tissue engineering
Prof. J. Samitier
1
Nanobioengineering Laboratory, Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC),
Baldiri Reixac, 10-12, Barcelona 08028, Spain;
2The
Biomedical Research Networking Center in Bioengineering, Biomaterials and
Nanomedicine (CIBER-BBN), Maria de Luna, 11, 50018, Zaragoza, Spain;
3Department
of Engineering: Electronics, University of Barcelona (UB), Martí i Franquès, 1,
Barcelona 08028, Spain
Cell adhesion onto bioengineered surfaces is affected by a number of variables,
including the former substrate derivatisation process. Cells can sense and respond to
their immediate surroundings. The information arising from this environmental sensing
is integrated into the cell machinery through receptor proteins located at the cell
membrane. We have studied the correlation between cell adhesion and cell–adhesive
ligand surface gradient concentration. Similar procedure has been used to systematic in
vitro screening of the effects of different concentrations of immobilized Bone
Morphogenetic Protein (BMP-2). For this purpose, gradient surfaces were created on
poly(methyl methacrylate) substrates by continuous hydrolysis and were then grafted
with biotin-PEG-RGD molecules or BMP-2 molecules. In addition, nano-patterning of
arginine-glycine-aspartic acid (RGD)-tailored dendrimers has been used to obtain
uneven distributions of cell-adhesive motives. Cell adhesion studies reveal that first
adhesion events are dictated by the surface layout and reinforced by a narrow
interligand spacing and high local ligand densities. This is a simple, all-organic nanopatterning approach that can be easily scaled up to large surface areas. The
biocompatible and biodegradable nature of dendrimers also open many applications in
tissue engineering applications.
CNN302 Breaking the classical limit of optics by tip-enhanced nanospectroscopy
NORIHIKO HAYAZAWA1,2,3*
1
Surface and Interface Science Laboratory, RIKEN, 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198,
Japan, [email protected]
2
Innovative Photon Manipulation Research Team, RIKEN, 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 3510198, Japan
3
School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology, Nagatsuta,
Kanagawa 226-8502, Japan
* [email protected]
Despite the Ångstrom spatial resolution achieved by electron microscopes and scanning probe
microscopes, optically “seeing” nanoscale objects in the ambient is a limitless demand of human
because of its high chemical sensitivity, which has led to the development of near-field optics,
and recently, super-resolution optics [1]. On one hand, scientists are still trying to improve the
spatial resolution of each technique. On the other hand, it is equally important to develop
spectroscopic method to distinguish different chemical species. While optical spectroscopy
method provides various chemical information, the spatial resolution has been very poor due to
diffraction limit of light as compared to electron microscopy, SEM and TEM or scanning probe
microscopy, AFM, and STM. However, since its inception in the year 2000 [2-4], tip-enhanced
Raman spectroscopy (TERS) has been recognized as one of the promising spectroscopic
techniques in nanoscale due to the plasmonic properties of tip-enhancement, which work for both
photon confinement and enhancement [5]. From the scientific point of view, lots of efforts have
been paid for the improvement of spatial resolution and sensitivity. One of the promising
approaches is utilizing nonlinear response of material such as the narrowband coherent antiStokes Raman scattering (CARS) [6] and broadband CARS [7,8]. The other approach recently on
trend is the hot spot engineering of gap-mode plasmon based on scanning tunnelling microscopy
(STM) based TERS, which achieved up to ~1 nm spatial resolution both in UHV [9] and in
ambient [10].
In this contribution, we report an extremely high spatial resolution down to 1.7 nm in tipenhanced Raman spectroscopy, which is currently the highest spatial resolution that has been
achieved in Raman spectroscopy in ambient [11]. While developing the optical microscope with
high spatial resolution, a natural question subsequently arises as to how short excitation is possible
with such an extremely high spatial resolution since one of the virtues of optical excitations is its
high temporal resolution that is not attainable by any other techniques. We demonstrate a
generation of extreme spatio-temporally confined nano-light source exhibiting 10 fs in time [12].
The mechanism is based on degenerated four-wave mixing (FWM) at a sharp metallic tip. We
will discuss the potential applications of tip-enhanced Raman and nonlinear Raman spectroscopy
and microscopy based on our extreme spatial and temporal resolution.
Acknowledgement
N.H. gratefully acknowledge the financial support by the ‘Grant-in-Aid for Scientific Research
(B)’ No. 15H03569 from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of
Japan.
References
[1] Nobel Prize in Chemistry 2014.
[2] N. Hayazawa, Y. Inouye, Z. Sekkat, S. Kawata, Opt. Commun. 183 (2000), 333–336.
[3] R. M. Stockle, Y. D. Suh, V. Deckert, R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318 (2000), 131-136.
[4] M. S. Anderson, Appl. Phys. Lett. 76 (2000), 3130-3132.
[5] N. Hayazawa, T. Yano, and S. Kawata, J. Raman Spectrosc. 43, 1177 (2012).
[6] T. Ichimura, N. Hayazawa, M. Hashimoto, Y. Inouye, S. Kawata, Phys. Rev. Lett. 92
(2004), 220801.
[7] K. Furusawa, N. Hayazawa, S. Kawata, J. Raman Spectrosc. 41 (2010), 840-847.
[8] K. Furusawa, N. Hayazawa, F. C. Catalan, T. Okamoto, S. Kawata, J. Raman Spectrosc. 43
(2012), 656-661.
[9] R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J.
Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, J. G. Hou, Nature 498 (2013), 82-86.
[10] C. Chen, N. Hayazawa, S. Kawata, Nat. Commun. 5 (2014), 3312.
[11] https://en.wikipedia.org/wiki/Tip-enhanced_Raman_spectroscopy
[12] K. Furusawa, N. Hayazawa, T. Okamoto, T. Tanaka, and S. Kawata, Opt. Exp. 19, 25328
(2011).
CNN303
Good or bad - Janus-faced nanomaterials!
Silke Krol
IRCCS Isituto Tumori “Giovanni PaoloII”; Bari/Fondazione IRCCS Istituto Neurologico “Carlo Besta”,
Milan, Italy
The expectation rises high that nanomedicine, the use of nanotechnology and nanomaterials and their
particular properties will provide the solutions for some of the most pressing health problem in future.
Actually nanomaterials and nanoparticles are under evaluation or even approved for use in humans.
The vision of the new “intelligent” drug delivery systems presented by a combination of multiple
features such as targeting, immune tolerance, an improved biokinetics, and high drug load squeezed
into the nanometer scale.
On the other hand and despite all the promised benefits the excessive use and hence distribution of
nanoscale materials in the environment or potential toxicity in off-target organs raises concerns
regarding potential risks related to the unique properties of the novel materials and hybrids. I will
give an overview of the identified challenges preventing a realistic prediction of toxicity of
nanomaterials. Moreover I will show that and how nanotoxicology differs from conventional
toxicology.
CNN304 Demonstrando nuevos conceptos en hilos unimoleculares: Diodos,
Electromecánica, FETs, Magnetoresistencia, Fotocomutadores y Reactividad
Química en una sola molécula.
Izmael Diez
Universidad de Barcelona, España
Con la visión de que moléculas individuales podrían llegar a ser componentes eléctricos
funcionales en futuros dispositivos nano-optoelectrónicos, se ha despertado un considerable
interés en entender los mecanismos principales que rigen el transporte de carga en hilos de
moléculas individuales [1]. El nacimiento del campo de la electrónica molecular en moléculas
individuales empieza con la primera realización experimental a principios del presente milenio
[2]. Hoy, este campo se sustenta por los esfuerzos combinados de diferentes disciplinas; la
ingeniería, la física, la química y la biología molecular. Nuestra contribución a este campo
provienen de la rama Química, con una visión basada en el desarrollo de nuevos compuestos
moleculares que proporcionen nuevas funcionalidades eléctricas en el dispositivo eléctrico
unimolecular. Dentro de esta línea, también es nuestro objetivo profundizar en la comprensión
del transporte de carga en función de la estructura química con el fin de transferir, en última
instancia, todos estos conocimientos a la transferencia electrónica en biológica que es, sin duda,
uno de los procesos fundamentales de la vida. Como el título sugiere, en este seminario se
mostrará una serie de ejemplos en los que hemos trabajado recientementepara crear hilos
unimoleculares capaces de responder a una serie de estímulos externos [3-7]. Esperamos con esta
contribución convencer del papel fundamental de diseño molecular en este campo y de la visión
de que el campo de la electrónica unimolecular puede beneficiarse directamente de procesos
conocidos de química supramoleculares. En este orden de ideas, el último ejemplo nos llevará al
primer intento de utilizar las herramientas unimoleculares desarrolladas en dicho campo para
estudiar procesos catalíticos en reacciones bien establecidas como la Diels-Alder [8].
Referencias
[1]. Lanlan Sun et al. Chemical Society Reviews 43 (2014) 7378.
[2]. Xu, B., Tao, NJ. Science, 301 (2003) 1221.
[3]. Díez-Pérez, I. et al. Nature Nanotechnology 6 (2011) 226.
[4]. Díez-Pérez, I. et al. Nature Chemistry 1 (2009) 635.
[5]. A.C.Aragonès et al. Nano Letters 14 (2014) 4751.
[6]. N. Darwidh et al. Nano Letters 14 (2014) 7064.
[7]. A.C.Aragonès et al. Nano Letters 16 (2016) 218.
[8]. A.C.Aragonès et al. Nature 531 (2016) 88.
CNN305 Nanoestructuras funcionalizadas y sensibles a estímulos externos mediante
auto-organización de polifosfacenos de bloques.
Alejandro Presa Soto, Gabino A. Carriedo, Silvia Suárez Suárez, David Presa Soto,
Raquel de la Campa
[email protected]
Facultad de Química. Universidad de Oviedo, Oviedo (España)
Los copolímeros de bloques, CPBs (ej. A-b-B), han sido extensamente estudiados debido,
principalmente, a la capacidad de auto-segregación de sus bloques en distintas fases de
tamaño generalmente nanométrico (1-1000 nm). Los trabajos más recientes en este área
se centran en la obtención de morfologías distintas de la esférica mediante la introducción
de propiedades predeterminadas (ej. cristalinidad, rigidez, quiralidad,) en uno de los
bloques de tal forma que estas controlen y dirijan el proceso de auto-organización hacia
distintas morfologías (cilindros, toroides, óvalos, micelas multicompartimentales, etc).
La reciente incorporación de bloques inorgánicos y organometálicos capaces de aportar
flexibilidad a bajas temperaturas, estabilidad térmica, química y fotoquímica, propiedades
rédox, ópticas o eléctricas, ha abierto una puerta para la obtención de nanoestructuras con
nuevas propiedades, morfologías y aplicaciones.
En los últimos 3 años nuestro grupo ha venido desarrollando una línea de trabajo
utilizando un segmento de polifosfaceno (PP), [N=PR2]n muy versátil susceptible de ser
modificado químicamente de forma sencilla, eficiente y directa. En la presente
conferencia se describirán los resultados obtenidos en el estudio de la auto-organización
de copolifosfacenos de dos bloques inorgánicos (PP-b-PP) e híbridos (PP-b-PS, PS =
Poliestireno), donde el bloque polifosfaceno es quiral (helicoidal), cristalino o rígido. Las
características del bloque polifosfaceno dirigirá los procesos de auto-organización hacia
la obtención de nano-hélices, películas macroporosas, nano-cilindros, vesículas, toroides
o micelas bi-continuas. Además, la versatilidad sintética de estos materiales permite la
introducción en su estructura de funcionalidades químicas capaces de estabilizar
nanopartículas metálicas, dando lugar a nanoestructuras decoradas.
CNN306
Nanopartículas de Oro en Nanoteranósis
R. Cao Vázquez 1
1
Facultad de Química, Universidad de La Habana, Zapata y G, Vedado, La Habana, Cuba
email address corresponding author: [email protected]
Probablemente el principal objetivo nanotecnológico en el campo de la biomedicina sea
obtener nanodispositivos capaces de detectar
cualquier tipo de afección a nivel celular, emitir
una señal para indicar su localización y ejercer
una acción terapéutica. La combinación de los
efectos terapéuticos y de diagnosis en un solo
nanodispositivo es lo que se conoce como nanoteranósis, un término que abarca fragmentos de
palabras (marcadas en bold) de las tres principales características (ver Fig. 1).
tivos nanoteranósticos, sobre todo en el tratamiento del cáncer y ellas se centrarán la atención
de esta charla. Para ello, se hará uso de ejemplos
relevantes citados en la literatura [1]. Se presentarán los fundamentos de la terapia del cáncer
por hipertermia mediante nanopartículas de oro,
procedimiento que no requiere de la participación de fármacos.
Se presentarán resultados del autor en que
se utilizan proteínas (enzimas y anticuerpos monoclonales) y biomiméticos como detectores
(targeters) conjugadas a nanopartículas de oro
[2,3].
Agradecimientos
Se agradece a CONICYT por Programa PEI 2016.
Fig. 1.Representación esquemática de un nanodispositivo
de oro nanoteranóstico.
Para alcanzar ese objetivo ha sido necesario pasar por tres etapas o generaciones, que se
pueden definir sucintamente como:
1. Micro- y nano-dispositivos para la entrega y
liberación controlada de un fármaco.
2. Nanodispositivos con propiedades terapéuticas o de diagnóstico.
3. Nanodispositivos capaces de ejercer ambas
acciones, o sea, los nanoteranósticos.
Un aspecto importante para un eficiente
funcionamiento de un nanodispositivo nanoteranóstico, es el tamaño requerido para poder atravesar biomembranas, incluyendo la celular. Por
este tema comenzará el análisis, tomando en consideración las principales las formas en que se
pueden presentar las nanopartículas de oro.
Las nanopartículas de oro han sido utilizadas exitosamente como núcleos de nanodisposi-
Ref erencias
[1] R. Cao, Jr., L. Liz-Marzan, Expert Opin. Drug
Deliv. 2014, 11, 1-12.
[2] R. Villalonga, R. Cao, A. Fragoso, Chem. Rev.
2007, 107, 3088-3116.
[3] Cao, Jr., R. Villalonga, A. M. Díaz-García, R.
Cao, T. Rojo, M. C. Rodríguez-Argüelles. Inorg.
Chem. 2011, 50, 4705-4712.
CNN307
ENSAMBLAJE MOLECULAR MEDIANTE INTERACCIONES
AROMÁTICAS PARA LA FORMACIÓN DE MATERIALES NOVEDOSOS
Ignacio Moreno Villosl ada 1
1
Laboratorio de Polímeros, Instituto de Ciencias Químicas, Facultad de Ciencias, Universidad Austral de Chile,
Valdivia, Chile
email address corresponding author: [email protected]
Las interacciones moleculares entre
anillos aromáticos en agua abren una ventana
a la exploración de arquitecturas moleculares
más o menos regulares que permitan modular
propiedades fisicoquímicas de los componentes, así como la funcionalidad y propiedades
mecánicas de los materiales finales en los que
éstas se incorporan.
Debido a las importantes propiedades
que otorgan a los materiales finales, el uso de
polímeros para formar las antedichas arquitecturas moleculares es aconsejable. Por otro
lado, existen moléculas de bajo y mediano
peso molecular con interesantes aplicaciones,
como diferentes tintes, fármacos, y moléculas
con actividad redox, que presentan en general
grupos aromáticos. La generación de arquitecturas moleculares que combinen polímeros
con grupos aromáticos y moléculas de bajo y
medio peso molecular, se perfila de interés de
cara a la preparación de materiales con diversa aplicabilidad, sobre todo si sus propiedades pueden ser moduladas.
Por medio de las técnicas de autoensamblaje molecular iónico, es posible generar
agregados de moléculas autoensambladas por
la simple mezcla de soluciones acuosas de las
mismas. Cuando los iones con cargas complementarias que se ensamblan poseen grupos
aromáticos, las interacciones aromáticas refuerzan dichos ensamblajes, haciéndolas resistentes a diferentes condiciones ambientales. La generación de arquitecturas moleculares a partir de polímeros aromáticos cargados y moléculas aromáticas cargadas de bajo
peso molecular, permite la generación de arquitecturas moleculares sin necesidad de usar
solventes orgánicos, contribuyendo a la generación de materiales de una manera limpia y
minimizando el impacto ambiental y los costos asociados a una producción industrial que
use dichos solventes. Además, el estado de
agregación de dichas arquitecturas moleculares puede ser controlado, obteniéndose complejos solubles, nanosólidos con diferente
geometría, micropartículas, así como precipitados macroscópicos.
Las arquitecturas moleculares generadas pueden dar lugar por sí mismas a materiales con distinta funcionalidad, sometidas a
procesos fuera del equilibrio, o pueden ser
incluidas en otros materiales sólidos o semisólidos. Variando la composición de las distintas arquitecturas moleculares en los materiales finales, se puede obtener un conjunto
rico y diverso de materiales con propiedades
modulables. 1
Agradecimientos
Se agradece el Proyecto Fondecyt 1150899.
Ref erences
[1] Esteban Araya-Hermosilla, Sandra L. Orellana, Claudio Toncelli, Francesco Picchioni,
and Ignacio Moreno-Villoslada, J. Appl. Polym.
Sci. 132, 42363-42371 (2015).
[2] Luis Sanhueza, Joaquín Castro, Esteban
Urzúa, Lorena Barrientos, Héctor Pesenti, Wataru Tomita, Hiroyuki Nishide, and Ignacio Moreno-Villoslada, J. Phys. Chem. B 119, 1320813217 (2015).
IV Congreso Nacional de Nanotecnologı́a
Olmué, Chile, September 5-7, 2016.
CNN308
Imogolite: a fascinating nanotube
Miguel Kiwi∗
Depto. de Fı́sica, Facultad de Ciencias, Universidad de Chile,
and CEDENNA
Imogolite is an inorganic nanotube which is very special for many reasons. As
compared to graphene it can be fabricated with highly monodisperse diameters.
In contrast, the graphitic sheet strain energy required to bend graphene into a
C-NT decreases monotonically as a function of diameter, and therefore its diameter cannot easily be tuned. Imogolite is found in weathered volcanic ashes
and has a variety of uses; e.g. as an effective arsenic retention agent, as catalyst
support, in transparent polymers, as molecular sieves, as support for insulating
polymers, and as a base for organic-inorganic nanohybrides. However, long after
its successful synthesis its mechanisms are not fully understood. The imogolite
synthesis is carried out through the hydrolysis of tetraethyl orthosilicate (TEOS)
with NaOH and/or KOH, but they lead to different configurations, which will be
discussed on the basis of experimental results and numerical modeling. Actually,
we develop a model of the synthesis which starts with a planar aluminosilicate
sheet that is allowed to evolve freely, by means of classical molecular dynamics,
until it achieves its minimum energy configuration. The minimal structures that
the system finally adopts are tubular, scrolled, and more complex conformations
as well, depending mainly on temperature and the solvent that is used.
∗
Work in collaboration with Nicolás Arancibia, Mauricio Escudey, Rafael González
and Ricardo Ramı́rez. Supported by FONDECYT 1160639 and CEDENNA,
“Financiamiento Basal para Centros Cientı́ficos y Tecnológicos de Excelencia”.
CNN309 Impacto de nanoformulaciones poliméricas en medicina
personalizada
Dr. Cristian Vilos
Universidad Andrés Bello, Chile
La nanotecnología es una ciencia aplicada que ha generado un impacto global en casi todas
las áreas de la sociedad incluyendo energía, medio ambiente, materiales y medicina llegando
a ser descrita por muchos autores como la revolución industrial del siglo XXI.
Debido a la amplia variedad de aplicaciones de la nanotecnología en el campo de
investigación de las ciencias de la vida, y a las funciones inherentes de los mecanismos
biológicos de las células vivas, la nanomedicina ha surgido como un dominio emergente en
la última década. El término nanomedicina se refiere al desarrollo de nanodispositivos y
técnicas nanoanalíticas para el diagnóstico molecular, el tratamiento y prevención de
enfermedades en términos de reducción del dolor, preservar y/o mejorar la salud humana.
En este contexto, el desarrollo de sistemas de liberación de fármacos es un componente
fundamental de nanomedicina moderna. En la actualidad más de 30 productos han sido
aprobados para su comercialización en los Estados Unidos por la Food and Drug
Administration, y más de 150 se encuentran en diferentes etapas del desarrollo preclínico.
La utilización de nanopartículas cargadas con agentes terapéuticos también ha permitido
disminuir los efectos secundarios de fármacos altamente tóxicos como el caso de los
quimioterapéuticos, y ha contribuído en mejorar las propiedades farmacológicas de fármacos
poco solubles en el ambiente fisiológico. En muchos casos, el diseño y la nanoarquitectura
de las partículas representa una verdadera obra de ingeniería que combina elementos
celulares, moleculares y biomateriales capaces de responder de manera inteligente en
diferentes condiciones del organismo. En mi exposición presentaré avances en el desarrollo
de nanoformulaciones poliméricas como estrategias terapéuticas para la liberación de
fármacos.
CNN310
A popular antibacterial Nanoparticle
M. Ignacio Azócar
Laboratorio de Química Bioinorgánica (SMAT-C), Departamento de Química de los Materiales, Facultad de Química y
Biología, Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile.
Email: [email protected]
Since ancient times, silver ions have been
known to be effective against a broad range of microorganisms, but in the last decade this metal has
been greatly studied as nanosized metallic particles
because of their antimicrobial capability against a
wide range of bacteria, viruses, and fungi. For the
same reason, it is the most extensively studied nanomaterial with applications in medicine.
size, shape, and capping agent, and by pH, ionic
strength, and the presence of salts and organic molecules. But recent efforts have focused on their impact on human health and the environment due to
their explosive use and current applications as a universal biocide.
Ac kno w l edg e me nt
Research partially supported by FONDECYT
1140226. SMAT-C and VRIDEI Usach.
Refe re nce s
[1] Manuel I. Azócar, Laura Tamayo, Esteban Vargas,
Nelson Vejar and Maritza Páez. Antimicrobial Activity:
Antibacterial Properties of Silver Nanomaterials.
CRC Concise Encyclopedia of Nanotechnology,
Chapter: I, 2015.
Figure 1: Antibacterial mechanisms of Silver Nanoparticles.
From this perspective, silver nanoparticles have also
found diverse applications in wound dressings, coatings for medical devices, creams, impregnated textile fabrics, food storage containers, cosmetics, refrigerator surfaces, etc.
Besides applications, the antimicrobial activity is
associated with high effectiveness, low toxicity and
virtually no resistance of microorganisms to the
presence of this metal.
The appearance of new bacterial strains resistant to
antibiotics is a serious health problem, so there is a
strong incentive to develop new bactericides. This
makes current research in bactericidal silver nanomaterials particularly invaluable.
Most studies have determined that the antimicrobial
activity of silver nanoparticles is governed by their
[2] Manuel I Azócar, L. Tamayo, N. Vejar, G. Gómez, X. Zhou, G. Thompsom, E. Cerda, M. J Kogan,
E. Salas, M. A Paez. Journal of Nanoparticle Research 16 (9), 1-9
CNN311
Nanoestructuras de carbono en el mejoramiento de la respuesta de
biosensores electroquímicos
S. Bollo
Centro de Investigación de Procesos Redox (CiPRex) and Advanced Center for Chronic Diseases (ACCDiS).
Universidad de Chile, Sergio Livingstone Polhammer 1007, Independencia, Santiago-Chile
*Corresponding author. E-mail: [email protected]
Los nanomateriales basados en carbono (MBC),
tales como nanotubos y grafeno son ampliamente
utilizados en el campo de los bisoensores electroquímico debido a sus propiedades favorables,
tales como el incremento en la sensibilidad de
detección, y efectos electrocatalíticos. Por otra
parte, los MBC han demostrado ser buenos materiales para modificar electrodos, principalmente
a causa de su estabilidad química, amplia ventana de potencial electroquímico, y la biocompatibilidad.
En el presente trabajo los resultados obtenidos en
los últimos 5 años se presentarán abarcando tres
puntos: (a) la síntesis del MBC y su caracterización con técnicas clásicas tales como XPS, Raman y espectroscopía de infrarrojo (b) el uso de
técnicas electroquímicas como voltamperometría
cíclica (CV) y Microscopía de barrido electroquímica (SECM) para caracterizar las propiedades de transferencia de electrones y la topografía
de electrodos de carbón vítreo (GCE) modificados y (c) una comparación sobre el rendimiento
analítico de los electrodos resultantes utilizando
nanotubos de carbono y materiales basados en
grafeno con analitos tales como ADN de doble
hebra y NADH.
Nuestros resultados muestran que el rendimiento
electroquímico de electrodos modificados MBC
está fuertemente determinada por la característica química de la superficie, tales como contenido
de oxígeno y morfología de la superficie.
Esta última se presenta en la Figura 1 donde por
SECM se presenta una comparación de la morfología y electroactividad obtenida en electrodos
modificados con Nanotubos de carbono oxidados
y no oxidados y derivados de Grafeno (Oxido de
grafeno y oxido de grafeno reducido).
Fig. 1 Imágenes obtenidas por SECM, para electrodos
modificados utilizando MBC.
Finalmente se presentarán los efectos de utilizar
estos diferentes materiales en la detección electroquímica de los analitos mencionados.
Agradecimientos
Se agradece el Proyecto Fondecyt 1161225 y FONDAP Nº 15130011
Ref erencias
[1] P. Cañete-Rosales et al. Electrochimica Acta 62
163 (2012).
[2] K. González Electroanalysis 24 2317 (2012).
[3] D.F. Baez and S. Bollo J. Solid State Electrochem 20 1059 (2016)
CNN312
Nanobiociencia aplicada al desarrollo de materiales avanzados
C. Parra 1 , F. Montero -Sil va 1 , R. Henríquez 1 , V. del Ca mpo 1 , E. Zurob 2 , R. Fuentes 3 , M.
Flores 4 , M. Seeger 5 , P. Häberle 1 , C. Aguilar 6 , T. Cunha 7 , M.Wil kens 2 .
1
Departamento de Física, Universidad Técnica Federico Santa María, Avenida España 1680, Valparaíso, Chile.
2
Laboratorio de Microbiología básica y aplicada, Universidad de Santiago de Chile.
3
Departamento de Industrias, Universidad Técnica Federico Santa María, Avenida España 1680, Valparaíso, Chile.
4
Departamento de Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Avenida Blanco Encalada
2008, Santiago, Chile.
5
Departamento de Química, 6Departamento de Metalurgia y materiales, Universidad Técnica Federico Santa María, Avenida España 1680, Valparaíso, Chile.
7
CTNanotubos, Universidade Federal de Minas Gerais, Rua Professor José Vieira de Mendonça 1000, Belo Horizonte,
Brazil.
email address corresponding author: [email protected]
Microorganismos como las bacterias son
virtualmente ubicuos. Podemos encontrarlos en
todos los ambientes y superficies. Las colonizaciones que estos forman pueden llegar a ser beneficiosas pero, en muchas otras ocasiones,
también causar daños millonarios a sectores industriales tan variados como el minero, el de
generación de energía, el naviero y el de la
construcción [1].
En particular, algunos de los fenómenos
causados por estas acumulaciones biológicas
son la biocorrosión de metales, la biocorrosión
de concreto y el biofouling. En todos estos casos la interacción microorganismo-material ocurre a escala micro y nanoscópica. Nuestra estrategia, de naturaleza multidisciplinaria, se ha
enfocado entonces en controlar tal interacción a
la misma escala que esta ocurre, al introducir
nanomateriales grafíticos como aditivos o recubrimientos.
Los resultados obtenidos en nuestros estudios [2, 3] confirman la capacidad que los materiales modificados a nanoescala poseen para
suprimir los efectos negativos de la interacción
con sistemas biológicos, tales como el fouling y
la biocorrosión, abriendo así un amplio campo
de nuevas aplicaciones industriales basadas en
nanobiomateriales.
Agradecimientos
Se agradece el Proyecto Fondef ID15I10576 y
ID11I1213.
Ref erencias
[1] K. Li et al. Corrosion Reviews 31, 73 (2013).
[2] C. Parra, F. Montero-Silva et al., ACS Appl.
Mater. Interfaces 7(12), 6430 (2015).
[3] C. Parra et al. Journal of Nanobiotech. 13, 82
(2015).
Contribuciones Orales
CNN112 Efectos de Nanobarras de Oro funcionalizadas-CLPFFD sobre la amiloidogénesis
de Aβ y sobre las cascadas de señalización celular en neuronas de hipocampo.
AL. Riveros 1 , 3 , O.H. Porras 2 , F. Morales- Za va la 1 , 3 , V. Vio 1 , 3 , C.Velasco 1 , 3 , M.J .Kogan 1 , 3 .
1
2
Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile, Santiago, Chile
Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos, Universidad de Chile, Santiago, Chile
3
Advanced Center for Chronic Diseases (ACCDiS)
email: [email protected]; [email protected]
Las nanopartículas de oro presentan interesantes aplicaciones para la biomedicinadebido a sus particulares características que las diferencian de otros nanomateriales, como su baja
toxicidad, estabilidad química y capacidad de
atravesar barreras biológicas [1]. Trabajamos en
la implementación de las nanovarillas de oro
(NVsAu) en una nueva terapia para la enfermedad de Alzheimer, aprovechando las propiedades
fototérmicas de estas NVsAu que permiten desarmar agregados amiloides tóxicos (AT-Aβ) y
reducir la amiloidogenesis de intermediarios preformados de agregados amiloidogénicos (IPAA)
tóxicos [2,3], factores considerados importantes
en la patogénesis del Alzheimer. Notablemente, a
pesar de los potenciales beneficios de estos
nanomateriales, es poco lo que se sabe del impacto celular y fisiológico en el cerebro. En este
trabajo, analizamos los efectos de la irradiación
sobre la amiloidogenesis en presencia de NVsAu
y sus efectos en la viabilidad y señalización intracelular en cultivos primarios de neuronas de
hipocampo. Las NVsAu se funcionalizaron con
el péptido CLPFFD, lo que facilita su destino al
cerebro y permite la interacción selectiva con los
AT-Aβ y IPAA [2,3,4].
Al incubar neuronas por 24 h con IPAA/NVsAuCLPFFD la viabilidad celular disminuyó en un
40%, efecto que desapareció al irradiar los
IPAA/NVsAu-CLPFFD previamente con luz infrarroja (808 nm). La presencia intracelular de
NVsAu-CLPFFD fue evaluada determinando la
concentración de oro en las neuronas en función
del tiempo, por medio de la activación neutrónica
y confirmada con microscopía electrónica
(TEM). Complementariamente, registramos el
impacto celular de las NVsAu-CLPFFD, a concentraciones que no afectan la viabilidad celular
(determinado por ensayos de MTS y LDH), sobre
el estado redox intracelular. Este efecto fue evaluado en células individuales en tiempo real por
microscopía de fluorescencia, en neuronas transfectadas con el plasmidio Hyper-Cyto que detecta H2O2, observando un aumento en los niveles
de H2O2 intracelular. Esto conlleva a la activación de NFB (determinado por Western blot),
un factor de transcripción que genera procesos de
sobrevida en células nerviosas, arborización dendrítica y plasticidad sináptica [5]. Por lo tanto el
efecto de estas nanopartículas sobre sistemas
complejos como células neuronales es muy interesante y requiere profundizar en su influencia
sobre procesos neuronales tan complejos como la
plasticidad sináptica.
A partir de los resultados obtenidos hemos generado un área interesante de estudio que es fundamental para desarrollar terapias para enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.
Agradecim ientos
AL. Riveros agradece a FONDECYT de Postdoctorado 3130654; M.J. Kogan agradece a FONDAP/ACCDiS 15130011 y FONDECYT 1130425;
O.H. Porras agradece a FONDECYT 1120102 y
FONDEF CA 13I10013.
Ref erencia s
[1] B.D.Chithrani, y col, Nano Lett, (2007).
[2] M.J. Kogan, y col, Nanomed, (2007).
[3] C. Adura, y col, ACS Appl. M. I., (2013).
[4] C. Soto, y col, Nat Med, (1998).
[5] Bindokas VP, y col. J Neurosci (1996).
CNN124 Crecimiento Controlado de Nanoestructuras 1D de TiO 2 y su Efecto en
la Degradación Fotocatalítica de Colorantes T extiles
M. Rosales 1 , 2 , 3 , E. Mosquera 1 ¸ A. Garcia 2 , T. Zoltan 3 , C. Yadarola 3
1
Departamento de Ciencia de los Materiales, FCFM, Universidad de Chile, Av. Tupper 2069, Santiago, Chile.
2
Advanced Mining Technology Center (AMTC), Universidad de Chile, 8370451, Santiago, Chile.
3
Centro de Química. Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC), 20632, Caracas 1020-A, Venezuela
email address corresponding author: [email protected]
geno, comparado con los precursores. El estudio
demuestra que los semiconductores nanoestructurados 1D, pueden ser fotocatalizadores potenciales para la eliminación de colorantes en aguas
residuales de industrias textiles.
a
c
b
d
Degradación
5h
de 5h
despues de
(%) despues
Decoloración(%)
de
Reaccion
de Reaccion
Nanoestructuras unidimensionales (1D) de
TiO2, han sido ampliamente estudiadas, debido a
sus prometedoras propiedades físico-químicas;
que incluyen alta área superficial e intercambio
iónico, baja densidad y mejores propiedades ópticas, comparadas con el material prístino. Estas
propiedades han convertido a estos semiconductores en materiales promisorios para ser aplicados en la degradación de contaminantes en agua,
a través de la fotocatálisis heterogénea [1-3].
En este estudio, se sintetizaron nanoestructuras 1D de TiO2 a través de la optimización
de procesos hidrotermales. Los sólidos obtenidos fueron caracterizados por difracción de rayos-X (DRX), espectroscopia infrarroja (IR),
refractancia difusa, fotoluminiscencia, área superficial (BET) y microscopía electrónica de
barrido y transmisión (MEB y MET). La producción de especies reactivas de oxígeno (1O2 y
·OH), fueron seguidas por caracterización fotoquímica. El estudio cinético de degradación de
Naranja de Metilo (NM), fue seguido en un fotoreactor, empleando lámparas con luz UV-Vis, y
una carga de fotocatalizador de 1g.L-1.
Los materiales obtenidos, mostraron dos
morfologías 1D diferentes, nanotubos (TNT) y
nanofibras (TNF) (Fig. 1(a-c)). Los resultados
indican que es posible controlar adecuadamente
la morfología y dimensionalidad del material, lo
que a la vez mejora su capacidad para degradar
contaminantes orgánicos. Un aumento en la actividad fotocatalítica fue observado al emplear
TNT y TNF como fotocatalizadores (Fig. 1d),
este efecto es atribuido a: (i) menor Eg, (ii) mayor área superficial, (iii) alta cristalinidad y (iv)
mayor formación de especies reactivas de oxí-
60
50
TNT
TNT
TNF
TNF
TiO2-A
TiO2-A
TiO2-R
TiO2-R
40
30
30
20
20
10
10
0
0
Fig. 1 Imagen MET de las muestras sintetizadas, (a)
TNT, (b) TNF, (c) Imagen MEB de TNF y (d) Degradación fotocatalítica (%) de NM, después de 5h de
reacción.
Agradecimientos
Se agradece a la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica CONICYT, por
el aporte otorgado a través de la Beca de Doctorado Nacional.
Ref erences
[1] M. Hoffmann, et al., Chem. Rev., 95 (1995)
69-96.
[2] X. Hu, X., G. Li, and J.C. Yu, Langmuir, 26
(2010) 3031-9.
[3] Fan, Z., et al., Appl. Surf. Sci., 360 (2016)
298-305.
CNN126 Magnetic and Transport Properties of Co/Pd Multilayers Deposited
in Nanodomes
Juliano C. Denardin, Sorach Vidal, Fabian Araneda, Simón Oyarzún, Sebastián Michea
Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Avda. Ecuador 3493, 917-0124 Santiago, Chile
email: [email protected]
Magnetic films with perpendicular anisotropy
(PA) are very important in the recording industry and as magnetic sensors. The research and
potential applications of nano-patterned PA
films is still more exciting, since the patterns can
have length scales similar to the domain-wall
widths and can be tailored to limit the domainwall movements. Among the ways to produce
nanostructured films, anodized alumina templates (AAO) have emerged as a low cost, simple and effective method for obtaining large areas of nano-patterns [1].
Films deposited on top of AAO membranes with
pores of different diameter and on the bottom of
AAO membranes, forming nanodomes, show
different magnetic reversion mechanisms and
can be interesting in basic and applied research
in magnetism [2].
In this work the magnetization reversal of
Co/Pd multilayers deposited on nanodomes of
different diameters (100 and 250 nm) are investigated by magnetization curves, extraordinary
Hall Effect and magnetic force microscopy
(MFM) experiments. The magnetization curve
of nanodomes has a larger coercivity than the
curve measured in the continuous film (see Figure 1). The increase in coercivity can be attributed to a different mechanism of magnetization
reversal in the array of nanodomes as compared
to the continuous film. From the MFM image in
the film it is observed large magnetic domains
(Fig.1). The MFM images taken in the array of
nanodomes shows a completely different pattern, where bicolor magnetic domains with opposite magnetization directions are clearly seen.
Hall Effect curves show larger values of Hall
resistance in the nanodomes. This increase in the
Hall resistance can be further exploited in these
systems, aiming in the development of MRAMS
and Hall sensors. FORC diagrams extracted
from the films deposited in different substrates
are analyzed and give information on the magnetization reversal mechanism in each system.
Fig. 1 Hysteresis loops of Co/Pd multilayers
deposited on glass and nanodomes, and MFM
images of the film and nanodomes.
Acknowledgements: Fondecyt 1140195, and
CONICYT BASAL CEDENNA FB0807.
Ref erences
[1] J.L. Palma, C. Gallardo, L. Spinu, J.M. Vargas, L.S. Dorneles, J.C. Denardin, J. Escrig,
Journal of Magnetism and Magnetic Materials
344, 8–13 (2013).
[2] S. Michea, J. L. Palma, R. Lavin, J. Briones,
J. Escrig, J. C. Denardin, and R. RodriguezSuarez. Journal of Physics D: Applied Physics
47, 335001 (2014).
CNNN179 INFLUENCIA DE LA MORFOLOGÍA, TAMAÑO Y FASE CRISTALINA
EN EL DESEMPEÑO FOTOCATALÍTICO DE NANOESTRUCTURAS
DE DIÓXIDO DE TITANIO
P. Allende 1 , 3 , L. Barrientos 2 , 3 , C. Diaz 1
1
Depto. de Química, Universidad de Chile, Las Palmeras 3425, Ñuñoa, Santiago, Chile
CIEN, Facultad de Química, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile
3
Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología, CEDENNA, Santiago, Chile
email: [email protected]
2
La fotocatálisis con dióxido de titanio
(TiO 2) es uno de los procesos avanzados de oxidación más estudiado en la eliminación de contaminantes tales como bacterias y compuestos
orgánicos [1,2].
Este trabajo de investigación informa la influencia de la morfología, tamaño y fase cristalina en las propiedades fotocatalíticas de nanoestructuras de TiO 2 obtenidas por precursores sólidos del tipo (Quitosano)▪(Cp 2TiCl2) (I) (PS-co-4PVP)▪(Cp2TiCl 2) (II) y (Quitosano)▪(TiOSO4)
(III) (PS-co-4-PVP)•(TiOSO 4) (IV), (Quitosano)•(Ti(acac) 2) (V), (PS-co-4-PVP)•(Ti(acac) 2)
(VI).
Las morfologías obtenidas (superficies porosas 2D y 1D, siendo en algunos casos las estructuras 1D formadas por NPs fusionadas, agujas con contornos lisos e interior poroso, entre
otras), dependen de la naturaleza de los precursores empleados. En esta diversidad de formas,
destacan las microfibras formadas por nanopartículas de TiO 2 fusionadas, con tamaños promedios cercanos a los 7nm.
Las actividades fotocatalíticas se probaron
para las veinticuatro nanoestructuras mediante la
decoloración de un compuesto orgánico modelo.
La figura 1 muestra la decoloración de la tintura
en función del tiempo de irradiación, destacando
que el mejor desempeño fotocatalítico fue para
las nanopartículas de TiO 2 en fase anatasa (obtenidos del precursor (Quitosano)▪(TiOSO4) a
800°C). A partir del análisis de las diferentes
morfologías, tamaños y fases cristalinas se pudo
correlacionar la influencia que ejercen en el
desempeño fotocatalítico de estas, siendo el si-
guiente orden: morfología > tamaño > fase cristalina. La influencia que ejerce principalmente la
morfología, se puede atribuir al incremento de la
superficie de contacto entre el fotocatalizador
TiO2 y el compuesto orgánico, permitiendo un
aumento de los sitios disponibles para que ocurra
la fotodegradación, siendo la morfología de microfibras formadas por NPs fusionadas las que
alcanzan un 86.5% de rendimiento a los 25min.
Fig. 1 Degradación de azul de metileno usando nanoestructuras de TiO2 como fotocatalizador
Agradecimientos: Proyectos Fondecyt 1131112,
I-COOP LIGHT 2015CD0013 CSIC España, y Programa de Financiamiento Basal de CONICYTFB0807 (CEDENNA). Proyecto Fondecyt 1160241
Ref erencias
[1] K. Maeda, and K. Domen, J. Phys. Chem. Lett.
1, 2655−2661 (2010).
[2] W. Y. Teoh, J. A. Scott, R. Amal, J. Phys. Chem.
Lett.3,629−639(2012).
CNN189 Análisis de variables determinantes en la producción de nanopartículas
poliméricas de Eudragit RS, RL y policaprolactona por el método de
nanoprecipitación 1
1
1,2
Miguel O. Jara , Johanna Catalan-Figueroa , Javier O. Morales
Depto. de Ciencias y Tecnología Farmacéuticas, U. de Chile, Santiago 8380494, Chile
2
ACCDiS, U. De Chile, Santiago 8380494, Chile
[email protected]
1
Se determinó que las variables más
relevantes son el calibre, concentración del
polímero y tipo de agente estabilizante en la
obtención de Np monodispersas. Esto resultó
en tamaños de alrededor de 35, 45 y 100 nm
de ERL, ERS y lowPCL respectivamente en
condiciones optimizadas (Fig. 1). Estos
resultados permitirían reducir los tiempos
empleados para obtener nanopartículas
monodispersas de otros polímeros por el
método de nanoprecipitación y sirven de
fundamento para la incorporación de fármacos
de pobre solubilidad acuosa.
200
Tamaño promedio (nm)
El propósito de este trabajo es
determinar las variables relevantes en la
producción
de
nanopartículas
(Np)
monodispersas de los polímeros Eudragit RS y
RL (ERS y ERL), policaprolactona 10000 y
80000 Mn (lowPCL y highPCL), por el
método de nanoprecipitación por antisolvente.
Este método consiste agregar un polímero
hidrofóbico disuelto en un solvente (orgánico)
sobre un antisolvente (acuoso), logrando la
formación de partículas de matriz hidrofóbica
[1]. La metodología es simple, pero su
principal limitante es la facilidad con que se
generan agregados y poblaciones de tamaños
polidispersos [2].
Del proceso de nanoprecipitación, se
investigó la influencia del solvente utilizado,
concentración del polímero y estabilizante
coloidal,
la
razón
de
volumen
solvente/antisolvente
(razón
S/A),
temperatura, agitación y el calibre de la aguja
utilizada para inyectar el solvente. La
caracterización de las partículas se realizó
utilizando Zetasizer Nano ZS (Malvern), y
microscopia de trasmisión electrónica (TEM).
Entre los resultados obtenidos, se puede
observar que NpPCL no varían a distintas
razones S/A, pero que un aumento del peso
molecular aumenta considerablemente el
tamaño (Fig. 1). En el caso de ERS/ERL,
polímeros idénticos (excepto porque ERL
posee el doble de cargas positivas) se observa
que un aumento de la razón S/A separa los
tamaños de ambos tipos de partículas (Fig. 1).
Las NpERL por estabilidad maximizarían su
superficie exponiendo las cargas hacia la
interface partícula/agua a costa de una
reducción de tamaño.
150
100
50
lowPCL
highPCL
ERS
ERL
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Razón Solvente/Antisolvente
Fig. 1 Tamaños de partícula a distinta razón S/A
durante la nanoprecipitación por antisolvente de
ERS, ERL, lowPCL y highPCL.
Agradecimientos
Se agradece el Proyecto FONDECYT 11130235
y FONDAP 15130011.
Ref erencias
[1] Bodmeier, et al. J. Microencapsul. 8, 161–170
(1991)
[2] Lepeltier, et al. Adv. Drug Deliv. Rev. 71, 86–
97 (2014)
0,5
CNN198 Amplificación de fluorescencia de rodamina B en estado sólido
mediante asociación con β-ciclodextrina y nanopartículas de
plata
D. Guerra 1 , V. Vargas 1 , P. Jara 1
1
Depto. de Química, Facultad de Ciencias, Universidad de Chile Ñuñoa, Santiago, Chile
email address corresponding author: [email protected]
En este trabajo se presenta la amplificación
de fluorescencia del colorante orgánico rodamina
B (RhoB) en estado sólido, mediante su asociación con β-ciclodextrina y nanopartículas de plata.
Las nanopartículas de plata fueron sintetizadas de acuerdo a protocolos reportados, modificados levemente, mezclando una solución de
nitrato de plata en agua desionizada con solución
mixta hidróxido de sodio e hidroxilamina clorhidrato [1]. La formación del coloide fue observada
de inmediato y evidenciada por el cambio de color del coloide resultante. Las nanopartículas
fueron caracterizadas mediante espectroscopía
UV-Vis y dispersión dinámica de luz (DLS). Para la preparación del sustrato sólido, un vidrio
fue lavado con agua regia, tratado con una solución de NaOH 1M y luego con una solución de
polielectrolito catiónico MADQUAT. Finalmente, el vidrio modificado fue tratado con el coloide de plata para adherir las partículas sobre la
superficie. La deposición de las nanopartículas
fue comprobada mediante espectroscopía UVVis. Por otra parte, se preparó una solución mixta del colorante orgánico RhoB y β-ciclodextrina
en agua desionizada. Se procedió a agregar una
alícuota de esta solución sobre el vidrio modificado con nanopartículas. Posteriormente, se procedió a medir la fluorescencia del sistema en estado sólido.
Fig. 1 Espectro de fluorescencia en estado sólido de
RhoB, RhoB sobre AgNPs, RhoB/β-CD, RhoB/β-CD sobre AgNps.
En la Fig. 1 se observa la amplificación de fluorescencia de RhoB en sólido en presencia de βciclodextrina y nanopartículas de plata. Para sistema β-CD y AgNps se obtuvo una amplificación
de orden de 52 veces mayor, respecto a la fluorescencia del colorante puro sobre vidrio, resultados considerados relevantes con estudios aún
en desarrollo.
Agradecimientos
Los autores agradecen al proyecto Fondecyt N°
1130147 y a la beca de doctorado nacional N°
21120881
Ref erencias
[1] N. Leopold and B. Len, J. Phys. Chem. B. 107,
5723 (2003).
CNN218
Análisis morfológico y microestructural de electrodepósitos de Pb-Co.
P.Tobosque 1 , M.Maril 1 , C.Camurri 1 , C.Carrasco 1 , C.A.Rodri guez
2
1
2
Departamento Ingeniera de Materiales, Facultad de Ingeniería, Universidad de Concepción, Edmundo Larenas 270,
Concepción, Chile
Instituto de Investigación Multidisciplinario en Ciencia y Tecnología, Ineergias, Universidad de La Serena, Benavente
980, La Serena, Chile
[email protected]; [email protected]
Los recubrimientos de Pb-Co han llamado
la atención de los investigadores por su gran potencial en sistemas electroquímicos donde la
reacción anódica es la reacción de evolución de
oxígeno (REO), debido a su alta resistencia a la
corrosión y catálisis de la REO [1]. En la literatura existen pocos trabajos que abordan la síntesis y caracterización de este tipo de materiales, a
pesar de lo cual no existe ningún estudio detallado que aborde la morfología y microestructura de
este tipo de materiales. Así, el objetivo de este
trabajo es caracterizar morfológica y microestructuralmente un recubrimientos Pb-Co usando
Ti como sustrato, relacionando estas propiedades
con su actividad electrocatalizadora.
Las propiedades morfológicas, microestructurales y composición química de cada muestra fueron estudiadas mediante Microscopia Electrónica de barrido (SEM), Microscopia Electrónica de Transmisión de alta resolución
(HRTEM), Difracción de Rayos-X y Espectroscopia de rayos-X de dispersión de energía (EDS),
respectivamente; además se realizó un análisis
FFT a las imágenes obtenidas en HRTEM. Adicionalmente, se le realizaron curvas de polarización para evaluar la capacidad de catálisis de cada uno de los recubrimientos.
Los resultados obtenidos arrojaron que las
películas Pb-Co se componen de una matriz
pseudo-amorfa de Pb-Co con partículas dispersas
de Pb de tamaño nanométrico, además de poseer
una gran área superficial. Estas características
proporcionan gran cantidad de sitios activos lo
que favorece la REO y por tanto le confieren al
recubrimiento su propiedad electrocatalizadora.
Fig. 1. Imágenes de HRTEM donde se observa una matriz
amorfa con nano-partículas dispersas.
Agradecimientos
Los autores agradecen al
Proyecto Fondecyt
1150270 por el financiamiento otorgado.
Ref erences
[1] K. Neuróhr, J. Dégi, L. Pogány, I. Bakonyi,
D.Ungvári, K. Vad, J. Hakl, A. Révész, L. Péter. J.
Alloys
Compd.
545,
111
(2012).
CNN226
DESARROLLO Y FUNCIONALIZACIÓN DE UN BIOSENSOR DE
ALUMINA POROSA
B.A Céspedes-Parada 1 , Boris Durán 1 , 2 , 3 , N Casanova -Morales 1 , A. Chandía -Cristi 4 , A.R.
Al varez 4 y Samuel A. Hevia 1 , 2
1
Instituto de Física, Facultad de Física, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile
Centro de Investigación en Nanotecnología y Materiales Avanzados (CIEN-UC), Santiago, Chile.
3
Facultad de Química, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile
4
Departamento de Biología Celular y Molecular, Facultad de Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica de
Chile, Santiago, Chile [email protected]
2
El desarrollo de la nanotecnología ha generado
un amplio set de posibilidades para poder enfrentar nuevos desafíos en distintas áreas de la ciencia, particularmente en la medicina [1], contribuyendo así con nuevas soluciones en el campo de
los biosensores.
En este trabajo se presenta el desarrollo de un
biosensor basado en el uso de una membrana de
alúmina porosa (PAM por sus siglas en inglés) y
en un método óptico conocido como Interferometría por Reflexión (RIfS por sus siglas en inglés),
la cual permite la detección de diversas biomoléculas mediante la medición del índice de refracción efectivo de la PAM, el cual contiene estas
biomoléculas en el interior de sus poros.
Utilizamos el denominado Método de Gota para
incorporar las distintas moléculas al PAM, para
luego medirlas y así identificar los cambios ocurridos en cada una. El sensor ha sido probado y
optimizado para la detección del péptido Aβ,
asociado a la enfermedad del Alzheimer, en sus
distintos estados de agregación (monómero, oligómero y fibra), habiendo logrado la discriminación entre estos estados como se muestra en la
Figura 1, donde podemos ver que existe un corrimiento promedio para el Monómero de
0,5±0,2nm, para el Oligómero de 2,4±0,8nm y
para la Fibra de 2,0±1,2nm.
El siguiente paso en la optimización del sensor
consiste en una funcionalización química de la
superficie del PAM con amino-propultryethoxy
silano (APTES), comúnmente llamado silano, de
modo tal que la alúmina es dotada con selectividad química hacia las moléculas que deseamos
incorporar [2]. Con esta funcionalización espe-
ramos poder mejorar el sensor no solo en la fijación de las moléculas a la superficie, sino que
también mejorara las propiedades ópticas del sistema y por ende del método utilizado.
Fig. 1 Resumen del estudio de la incorporación de los
distintos estados de agregación del péptido Aβ
Agradecimientos
Los autores agradecen a los proyectos PIA CONICYT #ACT1108 y Fondecyt # 1161614
Ref erences
[1] Photocatalysis International Research Center
(PIRC), Research Institute for Science & Technology, Tokyo University of Science, 2641
Yamazaki, Noda, Chiba 278-8510, Japan.
[2] Nanoporous Anodic Alumina Platforms: Engineered Surface Chemistry and Structure for
Optical Sensing Applications, School of Chemical Engineering, Engineering North Building,
The University of Adelaide, North Terrace Campus, Adelaide SA 5005, Australia.
CNN248 Cambios morfológicos durante la muerte celular generada por la rotación
de nanocilindros magnéticos
V. Frenkel 1 , G. Bravo 2 , H. Ol guin 2 , 3 , D. E. Hurtado 3 , 4 , L. M. Valenzuela 1 , 3 , 4 , *
Depto. de Ingeniería Química y Bioprocesos, 2Depto. De Biología Celular y Molecular, 3Instituto de Ingeniería Biológica
y Médica, 4Depto. de Ingeniería Estructural, 5Centro de Investigación en Nanotecnología y Materiales Avanzados CIEN–
UC. Pontificia Universidad Católica de Chile, Vicuña Mackenna 4860, Santiago.
*Email: [email protected]
1
La nanobiotecnología ha desarrollado materiales para manipular células desde su interior.
Nanocilindros (NCs) se han usado para deformar
considerablemente el citoplasma y la membrana
celular [1] y para provocar su muerte [2]. Sin
embargo, no se han reportado estudios de los
cambios morfológicos y estructurales intracelulares inducidos por los NCs ni el tipo de daño producido por su acción. En este trabajo, mediante
técnica de tinción de microtúbulos y núcleo celular, buscamos obtener antecedentes de la mecánica de acción de los NCs, para así mejorar su
diseño para su uso terapéutico.
Para estudiar estos fenómenos, se fabricaron NCs magnéticos de níquel y platino, proporción 1:2, de 3 μm de largo, y 200 nm de diámetro, por electrodeposición en un templado de
alúmina porosa [1]. Estos NCs fueron incorporados a la línea celular de fibroblastos NIH/3T3
dejándolos reposar por 24 horas y posteriormente
sometidos a un campo magnético (CM) rotatorio
(~300 mT, 1 Hz).
Posterior a los tratamientos con NCs y CM,
se marcaron los microtúbulos y núcleo celular a
través de inmunofluorescencia indirecta para αtubulina y tinción con DAPI, a diferentes tiempos de reposo después del tratamiento.
Como resultado de estos experimentos, se
observó la alteración de la red de microtúbulos y
la expulsión de material genético, producto de la
rotación de los NCs dentro de las células (Fig.
1). Esto sugiere que el daño celular producido
por el tratamiento de los NCs con CM está asociado a la disgregación de microtúbulos durante
la muerte celular.
Sin Campo Magnético
Control (t = 1d)
+ NC Ni:Pt (t = 1d)
Con Campo Magnético
Control (t = 1d)
+ NC Ni:Pt (t = 1d)
Figura 1. Efecto de los NRs sobre microtúbulos y núcleo celular. Microscopia de fluorescencia de núcleo
(azul) y microtúbulos (verde), con (+NC Ni:Pt) y sin
NCs, después de un día de reposo (t=1d). Zoom 100X.
Agradecimientos
Se agradece al fondo del proyecto de investigación interdisciplinario CIEN-UC, y a Enrique
Brandan por la línea celular usada en este estudio.
Ref erencias
[1] M. Castillo et. al, J. Biomed. Mater. Res. B.
Appl. Biomater., 12, 8, 1779-1785 (2014).
[2] A. O. Fung et. al, J. Phys. Chem. C, 112, 15085–
15088 (2008).
CNN251
Frenado de iones livianos en nano -estructuras de carbono
B . Fie rro 1 , 2 , J .D. Ur ib e 1 , M. Mer y 1 , A. Co rt é s, C . C eled ó n , J . E. Va ld é s 1 , 2
1
Depto. de Física, Universidad Técnica Federico Santa María (UTFSM), Valparaíso, Chile
2
Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología (CEDENNA), Santiago, Chile
Correo electrónico: [email protected]
No obstante las significativas propie-
tes. Serían estos últimos, según nuestras con-
dades físicas de algunas nano-estructuras (por
clusiones, los que han inducido a reportar en
ejemplo, la muy alta conductividad eléctrica
la literatura valores extremadamente altos de
del grafeno y el casi nulo coeficiente de fric-
frenado de iones que atraviesan películas del-
ción del carbono tipo diamante) y sus aplica-
gadas [2].
ciones prácticas (el carbono tipo diamante es
un excelente candidato para usarse en nano-
Agradecimientos
tribología) [1], desde el punto de vista de la
ciencia básica hay una pregunta que no se ha
Se agradece a los proyectos Basal CEDENNA
logrado responder: ¿cómo varía el poder de
FB0807 y UTFSM DGIIP 216.11.3 año 2016, y a la
frenado de un material que es bombardeado
Dirección General de Investigación, Innovación y
por iones livianos de baja energía, a medida
Posgrado de la UTFSM.
que disminuye su espesor y/o cambia su estructura?
Ref erencias
En el presente estudio se investiga la
pérdida de energía de iones livianos (protones
en su mayoría) que inciden sobre nano estructuras de carbono, a saber: láminas cuyos espesores están entre 0,35 nm (grafeno) y 10 nm
(multicapas de grafeno). Variaciones sistemáticas de las condiciones de trabajo (presión en
la cámara de colisiones, temperatura y tiempo
de calentado de las muestras, dosis de bombardeo, entre otras), sumadas a la caracterización con microscopía Raman de dichas muestras, nos revelan la presencia de contaminan-
[1] A. Tomala, A. Pauschitz and Manish Roy,
Surface Science 616, 60–70, (2013)
[2] F. Allegrini et. al., Opt. Eng. 53(2), 024101
(2014)