Nanoesferas poliméricas con dos colorantes acoplados por Transferencia Resonante de Energía

El CSIC ha desarrollado un método de fabricación que permite sintetizar esferas poliméricas de tamaño submicrométrico con una emisión sintonizable. Las esferas están dopadas con dos colorantes orgánicos y la transferencia de energía entre ellos permite obtener una emisión espectralmente ancha (150nm). Además, se puede controlar el diámetro de las esferas. Estas esferas pueden ser empleadas como biomarcadores con una amplia gama de luminiscencia, como elementos para fabricar estructuras nanofotónicas, para monitorización de procesos.

Se buscan empresas para desarrollar y explotar esta tecnología.

Esferas con dos colorantes FRET

Actualmente existen varias aproximaciones para fabricar nanopartículas fluorescentes con una emisión sintonizable. La forma más eficiente es mediante la combinación de dos tipos de nano-emisores (puntos cuánticos, colorantes orgánicos, etc.) en el interior de una matriz polimérica o inorgánica, de forma que se dé una transferencia resonante de energía (FRET) entre ambos emisores. Los sistemas resultantes suelen ser pequeños (diámetros por debajo de los 100nm) y poseen una gran poli-dispersidad de tamaño (>30%). Esto es perjudicial para aplicaciones donde se requieren nanopartículas de un tamaño dado.

En el método desarrollado se han empleado dos familias de colorantes orgánicos para dopar las esferas poliméricas durante su síntesis. Se ejerció un control sobre dos aspectos de la síntesis para poder: 1) sintonizar las propiedades luminiscentes (controlando las concentraciones relativas y absolutas de los colorantes) y 2) controlar el diámetro de las esferas así como su mono-dispersidad (monitorizando diferentes parámetros durante la síntesis de las nano-partículas, tales como la temperatura o el tiempo de reacción).

Una caracterización espectroscópica completa mostró como la eficiencia de FRET, controlada en detalle mediante la concentración de colorantes y monitorizada mediante medidas resueltas en el tiempo, determina la respuesta espectral de las esferas y permite su sintonización. .

Aspectos innovadores y ventajas

  • Dos colorantes FRET: Nunca antes se habían producido partículas con dos colorantes acoplados por FRET con eficiencia controlada.
  • Control del tamaño: Este método de fabricación permite controlar el diámetro de las esferas en el rango 200-500 nm en pequeños pasos modificando diferentes parámetros de la síntesis.
  • Calidad de las esferas: el método presentado permite reducir la polidispersidad de las esferas fabricadas un orden de magnitud frente al estado del arte (3% vs. 30%).