Investigadores de la Universidad Rovira i Virgili han creado una superficie con nanopilares de silicio negro recubiertos de oro que detecta los compuestos con los que ha estado en contacto el dedo de una persona o son excretados por su piel. La técnica se puede aplicar en el control de drogas, análisis forenses, investigación clínica y en las industrias farmacéutica y cosmética.
Los científicos del Laboratorio Interdisciplinario de Metabolómica de la Universidad Rovira i Virgili (URV) son especialistas en espectrometría de masas de imagen asistida por láser, una técnica que permite identificar sustancias y crear ‘mapas químicos y moleculares’ de diferentes superficies. Es decir, pueden conocer los compuestos orgánicos de las muestras y dónde están localizados.
Ahora han aplicado esta misma técnica sobre una nueva superficie formada por pilares de silicio negro de tamaño nanométrico cubiertos por una fina capa de partículas de oro. En esta superficie se pueden imprimir y analizar huellas dactilares humanas así como diversos tejidos animales o vegetales. Los detalles se publican en la revista ACS Nano.
En el caso de la huella, basta con estampar el dedo sobre la superficie, del mismo modo que en el momento de hacerse los documentos de identidad. De esta manera, las moléculas de la piel del dedo quedan adheridas a la superficie nanoestructurada y después se puede determinar el mapa molecular de la huella dactilar, sin ningún tratamiento posterior de la muestra.
De esta forma se han podido identificar, por ejemplo, las ceras de la piel, el ácido láctico que segregan las glándulas dérmicas, algunas moléculas alrededor de las glándulas del sudor, etc. Además de conocer si una molécula determinada está en el lugar de un tejido, con esta técnica se podrían detectar compuestos que la persona haya tocado previamente.
Una de las ventajas de esta superficie es que se puede modificar mediante enlaces de las partículas de oro con otras moléculas para hacer que sea selectiva solo a un compuesto concreto que interese. Otra de las características importantes es que para producir estas superficies no se utilizan productos químicos peligrosos ni solventes orgánicos. Además, son muy estables en el tiempo, no se degradan y las muestras se pueden guardar sin problemas.
La nueva técnica puede tener utilidad en diversos campos. En medicina legal y forense, por ejemplo, se puede aplicar al control de drogas. Una huella dactilar no se puede adulterar ni manipular, por tanto, en el momento en que alguien la deja marcada sobre la nanosuperficie, los compuestos químicos detectados encima están directamente relacionados con su identidad y la muestra puede conservarse mucho tiempo sin que sufra modificaciones.
Por su parte, la industria farmacéutica y las investigaciones clínicas también podrían emplear este sistema para conocer si un determinado compuesto presente en un medicamento ha llegado al tejido deseado, del que se puede tomar una muestra para analizar.
Además, ciertos medicamentos y drogas excretan por el sudor cuando se metabolizan y se podrían detectar con una huella dactilar. Asimismo, algunas enfermedades se pueden diagnosticar por las sustancias que expulsamos a través del sudor como, por ejemplo, la concentración de glucosa.
La medida del azúcar en sangre se utiliza habitualmente para diagnosticar la diabetes. De hecho, el laboratorio de la URV forma parte del Centro de Investigación Biomédica en Red de Diabetes y Enfermedades Metabólicas Asociadas (CIBERDEM).
En cuanto a la industria cosmética, el uso de esta nanosuperficie permitiría conocer, por ejemplo, qué residuos dejan los productos cosméticos en la piel: cuáles quedan en la superficie y cuáles se absorben.
Referencia:
Stefania Alexandra Iakab, Pere Ràfols, Marta Tajes, Xavier Correig-Blanchar, and María García-Altares “-Assisted Gold Nanoparticle Black Silicon Substrates for Mass Spectrometry Imaging Applications”. ACS Nano 2020, 14, 6, 6785–6794. May 28, 2020 https://doi.org/10.1021/acsnano.0c00201
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En la interfaz entre dos capas rotadas de titanato de bario, con solo unos pocos átomos de espesor, aparecen propiedades que podrían revolucionar la ciencia de los materiales ferroeléctricos y ser útiles en la electrónica e informática del futuro. Los detalles los publican en Nature investigadores de la Universidad Complutense de Madrid.
