Tecnologia Científica

Dimensionando nanopartículas usando tubos cheios de fluido
Em um artigo divulgado hoje na Nature Communications, pesquisadores detalham como fizeram a descoberta usando a instrumentação existente e a nova matemática.
Por Universidade de Melbourne - 24/03/2021


Domínio público

A funcionalidade das nanopartículas em uma série de aplicações, incluindo entrega de drogas e nano-óptica, é freqüentemente ditada por sua massa e tamanho. Medir essas propriedades simultaneamente para a mesma nanopartícula também tem sido um desafio.

Agora, cientistas da Universidade de Melbourne e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram que esse feito de medição pode ser realizado passando as nanopartículas, em sua solução nativa, por um tubo mecânico simples e barato.

Em um artigo divulgado hoje na Nature Communications, pesquisadores detalham como fizeram a descoberta usando a instrumentação existente e a nova matemática.

Os balanços de massa simples funcionam rastreando a frequência de um ressonador mecânico. Mas esses balanços também podem ser usados ​​para medir o tamanho? Para resolver esta questão, a equipe estudou como as nanopartículas se movem quando colocadas em um tubo cheio de fluido mecânico que está vibrando.

O coautor e pesquisador da Universidade de Melbourne, Dr. Jesse F. Collis, diz que "embora os aplicativos anteriores tenham se concentrado no movimento para cima e para baixo das nanopartículas em relação ao fluido circundante, nos perguntamos sobre o efeito do movimento rotacional. "

O pós-doutorado do MIT e co-autor principal, Georgios Katsikis, fez a observação experimental chave de que a vibração do tubo pode mudar mesmo quando o tubo não está vibrando para cima e para baixo.

"Isso me surpreendeu. Todos pensaram que nenhum movimento para cima e para baixo significava nenhum sinal. Queríamos entender o que estava por trás desse sinal."

Os cientistas pensavam que se você colocasse uma nanopartícula em um tubo e a sacudisse, a resposta seria proporcional à massa da partícula. Mas o novo estudo mostra que, além dessa resposta bem compreendida, existe uma segunda resposta que é proporcional ao tamanho da partícula.

"Basicamente, a nanopartícula cria um orifício no líquido que altera o fluxo do líquido", disse Collis. "É esse fenômeno que nos permite desenvolver uma nova matemática para vincular a vibração do tubo ao orifício e, portanto, o tamanho da partícula além de sua massa."

As descobertas têm implicações importantes para a biotecnologia, onde o conhecimento do tamanho das partículas pode ser usado para aumentar as aplicações existentes de massa. Os vetores virais no desenvolvimento de vacinas podem ser pesados ​​para verificar se o DNA foi embalado com sucesso dentro de um vírus. O tamanho pode fornecer informações se o vírus formar aglomerados de agregados, o que reduz a eficácia do tratamento.

Os autores correspondentes, Professor John Sader (Universidade de Melbourne) e Professor Scott Manalis (MIT), dirigiram os aspectos matemáticos e experimentais do estudo.

Os resultados foram publicados na Nature Communications .

 

.
.

Leia mais a seguir