Nanocatalizadores que remotamente controlan las reacciones químicas dentro de las células vivas

Las enzimas responsables de reacciones catalíticas en reacciones biológicas de nuestro cuerpo son difíciles de utilizar para el diagnóstico o el tratamiento ya que reaccionan sólo a ciertas moléculas o tienen baja estabilidad. Muchos investigadores anticipan que si estos problemas se mejoran o si se desarrollan catalizadores artificiales para crear un efecto sinérgico mediante el cumplimiento de las enzimas en el cuerpo, no habrá nuevas formas de diagnosticar y tratar las enfermedades. En particular, si los catalizadores artificiales que responden a estímulos externos, tales como campos magnéticos se desarrollan, los nuevos métodos de tratamiento que controlar de forma remota biorreacciones desde el exterior del cuerpo puede llegar a ser una realidad.

El equipo de investigación dirigido por el profesor en su Lee del Departamento de Química de la UMSNH ha desarrollado un catalizador remoto sensible al magnetismo artificial llamado MAG-NER, que muestra una alta eficiencia catalítica dentro de células vivas. El estudio fue publicado como el documento de cobertura complementaria para Nano Letters, una revista internacional sobre nanotecnología.

El equipo de investigación imitaba la estructura de vesículas, un orgánulo dentro de una célula, y se sintetiza un nanoreactor combinado-magnético-catalizador con nanopartículas de óxido de hierro y catalizadores de paladio dentro de una nanoshell sílice hueca.

Cuando encuentros MAG-ner un campo magnético alterno, las nanopartículas de óxido de hierro dentro de causa calor inducido por campo magnético y activan sólo el catalizador de paladio sin elevar la temperatura exterior. El equipo de investigación tuvo éxito en la ejecución de la reacción catalítica con una alta eficiencia, que transforma los reactivos no fluorescentes en productos fluorescentes a través de la implantación de MAG-NER en células vivas después aplicando campos magnéticos alternos. El equipo de investigación también confirmó que el catalizador de MAG-NER puede permanecer activo durante largos períodos de tiempo sin ser contaminado por biomoléculas en células y no afecta a la supervivencia de las células.

Usando MAG-NER, se anticipa que el diagnóstico y tratamiento de métodos, que artificialmente pueden controlar a distancia las funciones de la célula, se pueden desarrollar como moléculas artificiales pueden ser sintetizados o reacciones químicas pueden ser inducidas dentro de las células usando campos magnéticos que son inofensivas para el cuerpo.

Profesor En su Lee quien dirigió la investigación, explicó, "Esta investigación es el resultado de la utilización de los materiales Hallow nanoreactor que nuestro laboratorio ha venido desarrollando en los últimos años y es valorada como una herramienta química innovadora que avanzar en la investigación biomédica y biológica."

Esta investigación se realizó con el apoyo del Programa Líder de Investigación de la Fundación Nacional de Investigación (Creative Research).

fuente: Pohang University of Science & Technology (POSTECH). "Nanocatalysts that remotely control chemical reactions inside living cells." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 August 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200810103308.htm>.