UJI

L'UJI desenvolupa nanomaterials sintetitzats amb làser per a aplicacions en salut

El projecte europeu Glucotear, impulsat pel Grup de Recerca d’Òptica, ha permès crear punts quàntics de carboni que podrien servir per a la protecció ocular o el seguiment de la diabetis
01/07/2020 | SCP

La Universitat Jaume I (UJI) ha desenvolupat nanomaterials sintetitzats mitjançant tècniques d'irradiació làser amb aplicacions futures en diversos àmbits de la salut. El Grup de Recerca d'Òptica (GROC) ha creat punts quàntics de carboni d'elevada puresa que podrien servir per a la protecció ocular o el seguiment de la diabetis. Les conclusions d'aquest estudi s'han publicat en la revista Particle & Particle Systems Characterization.

Els resultats d'aquesta investigació formen part del projecte europeu Glucotear, una iniciativa liderada pels membres de GROC, sota la coordinació del catedràtic Jesús Lancis, i desenvolupat amb la col·laboració del Servei d'Oftalmologia de l'Hospital General Universitari de Castelló i l'empresa BQ. Glucotear ha estat el primer projecte de l'UJI finançat mitjançant les accions Marie Skłodowska-Curie en la modalitat beques individuals del programa europeu d'investigació i innovació Horizon 2020. L'investigador Wycliffe K. Kipnusu ha treballat dos anys en el projecte, juntament amb Gladys Mínguez, Carlos Doñate, Mercedes Fernández i Jesús Lancis, tots ells coautors d’aquesta publicació.

L'objectiu de Glucotear era el desenvolupament d'un sensor òptic de glucosa basat en nanopartícules que pot ser utilitzat amb un telèfon mòbil. La idea és poder monitorar el nivell de glucosa en sang tot evitant la molesta punxada en el dit que usualment s'utilitza per a l'extracció de la mostra. De fet, investigadors volen arribar a monitorar la glucosa en les llàgrimes oculars, ja que aquesta concentració està correlacionada amb el seu valor en la sang.

«La gran dificultat que s'ha hagut d'afrontar va ser el desenvolupament de nous sensors més sensibles perquè la glucosa es troba molt més diluïda en la llàgrima que en la sang. Amb aquesta finalitat, els investigadors van sintetitzar un nou sensor basat en la nanotecnologia i la fotònica a partir del senyal de fluorescència emesa per les nanopartícules quan s'il·luminen», argumenten des del grup de recerca de l'UJI.

El futur ús per a protecció ocular de les nanopartícules creades pels investigadors de GROC-UJI és una de les novetats del treball publicat en Particle & Particle Systems Characterization. Aquestes nanopartícules, dipositades en sílice nanoporosa transparent, són capaços del reduir la potència d'un feix làser polsat i, en conseqüència, poden protegir l'ull d'aquesta mena de radiacions.

UNA TÈCNICA VERDA I SOSTENIBLE

La síntesi basada en làser permet el desenvolupament d'una nanotecnologia que pot considerar-se «verda i sostenible perquè no requereix un excés de productes químics contaminants ni produeix, necessàriament, residus. A més, el procés per a dotar de funcions a les nanopartícules –denominat funcionalització- és simple, net i eficient, ja que s'obté in situ durant el procés de síntesi amb làser polsat», assevera la investigadora i professora del Departament de Física Gladys Mínguez.

La invenció ha permàs la síntesi d'un punt quàntic de carboni únic –el qual no s'havia obtingut anteriorment per altres procediments- amb una capacitat demostrada de detectar nivells molt baixos de glucosa, gràcies a la seua elevada eficiència quàntica en fluorescència, al voltant del 63% i amb una alta fotoestabilitat, provada durant més de 15 hores, com comenta l'investigador Wycliffe Kipnusu. Aquesta nova classe de punt quàntic de carboni obri la porta a nombroses aplicacions en empreses especialitzades en la síntesi de nanopartícules; fabricants de sensors (òptics, detecció d'anàlits o biomarcadors); en el sector sanitari i alimentari i en centres d'I+D+i.

El catedràtic d'Òptica Jesús Lancis, actualment vicerector d'Investigació i Transferència de l'UJI, subratlla que les tecnologies fotòniques i els dispositius basats en l'ús de llum, com revela el projecte finançat per la Comissió Europea Glucotear, tenen un paper, «cada vegada més significatiu en la resolució dels reptes als quals s'enfronta la societat actual com la generació d'energia, l'eficiència energètica, l'envelliment saludable, el canvi climàtic o la seguretat de la població».

La iniciativa GlucoTear ha contribuït de manera significativa al desenvolupament d'un nou sensor òptic per a mesurar la glucosa. Però no sols això, els punts quàntics de carboni fabricats també té una triple emissió en tres colors (blau, verd, roig) la qual és adequada per a moltes altres aplicacions, incloses imatges biològiques, sensors i díodes emissors de llum. Addicionalment, es va obtindre una alta emissió de fluorescència quan es dipositaven els punts quàntics de carboni en matrius d'estat sòlid, ampliant així les seues possibles aplicacions.

El Grup dInvestigació d’Òptica de l’UJI centra  la seua activitat en el control de la llum per a millorar els sistemes d’adquisició d’imatge i la síntesi de nanomaterials per a la promoció de nous processos industrials i el desenvolupament de noves tecnologies sanitàries.

 

Més informació:

Estudi més recent:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ppsc.202000093#.XsK1gOugdNs.twitter

Informació i vídeo de la patent:
https://www.uji.es/serveis/ocit/base/empresa/patents/glucotear/
https://youtu.be/FeruaxBAppI

L'UJI desenvolupa nanomaterials sintetitzats amb làser per a aplicacions en salut
Recurs d'imatge patent-glucoTear index
L’eina podria integrar-se en un telèfon intel·ligent i evitar que les persones diabètiques hagueren de punxar-se per a mesurar el seu nivell de glucosa.
Wycliffe K. Kipnusu investigador-marie-curie index
Wycliffe K. Kipnusu s'uneix al Grup d’Òptica per a dissenyar un sensor òptic amb nanopartícules per a detectar la glucosa en llàgrima de les persones amb diabetis.
Equip nanotears index
El projecte «Nanotears» del Grup de Recerca d'Òptica es desenvolupa en col·laboració amb l'Hospital General Universitari de Castelló i l'empresa BQ, a més de comptar amb el finançament del programa europeu Horitzó 2020.
Informació proporcionada per: Servei de Comunicació i Publicacions