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Conferencias invitadas
CNN301 Nano-patterns distributions for Tissue engineering
Prof. J. Samitier 1 Nanobioengineering Laboratory, Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC),
Baldiri Reixac, 10-12, Barcelona 08028, Spain;
2The Biomedical Research Networking Center in Bioengineering, Biomaterials and
Nanomedicine (CIBER-BBN), Maria de Luna, 11, 50018, Zaragoza, Spain;
3Department of Engineering: Electronics, University of Barcelona (UB), Martí i Franquès, 1,
Barcelona 08028, Spain
Cell adhesion onto bioengineered surfaces is affected by a number of variables,
including the former substrate derivatisation process. Cells can sense and respond to
their immediate surroundings. The information arising from this environmental sensing
is integrated into the cell machinery through receptor proteins located at the cell
membrane. We have studied the correlation between cell adhesion and cell–adhesive
ligand surface gradient concentration. Similar procedure has been used to systematic in
vitro screening of the effects of different concentrations of immobilized Bone
Morphogenetic Protein (BMP-2). For this purpose, gradient surfaces were created on
poly(methyl methacrylate) substrates by continuous hydrolysis and were then grafted
with biotin-PEG-RGD molecules or BMP-2 molecules. In addition, nano-patterning of
arginine-glycine-aspartic acid (RGD)-tailored dendrimers has been used to obtain
uneven distributions of cell-adhesive motives. Cell adhesion studies reveal that first
adhesion events are dictated by the surface layout and reinforced by a narrow
interligand spacing and high local ligand densities. This is a simple, all-organic nano-
patterning approach that can be easily scaled up to large surface areas. The
biocompatible and biodegradable nature of dendrimers also open many applications in
tissue engineering applications.
CNN302 Breaking the classical limit of optics by tip-enhanced nanospectroscopy
NORIHIKO HAYAZAWA1,2,3*
1 Surface and Interface Science Laboratory, RIKEN, 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-0198,
Japan, [email protected]
2 Innovative Photon Manipulation Research Team, RIKEN, 2-1 Hirosawa, Wako, Saitama 351-
0198, Japan
3 School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology, Nagatsuta,
Kanagawa 226-8502, Japan
Despite the Ångstrom spatial resolution achieved by electron microscopes and scanning probe
microscopes, optically “seeing” nanoscale objects in the ambient is a limitless demand of human
because of its high chemical sensitivity, which has led to the development of near-field optics,
and recently, super-resolution optics [1]. On one hand, scientists are still trying to improve the
spatial resolution of each technique. On the other hand, it is equally important to develop
spectroscopic method to distinguish different chemical species. While optical spectroscopy
method provides various chemical information, the spatial resolution has been very poor due to
diffraction limit of light as compared to electron microscopy, SEM and TEM or scanning probe
microscopy, AFM, and STM. However, since its inception in the year 2000 [2-4], tip-enhanced
Raman spectroscopy (TERS) has been recognized as one of the promising spectroscopic
techniques in nanoscale due to the plasmonic properties of tip-enhancement, which work for both
photon confinement and enhancement [5]. From the scientific point of view, lots of efforts have
been paid for the improvement of spatial resolution and sensitivity. One of the promising
approaches is utilizing nonlinear response of material such as the narrowband coherent anti-
Stokes Raman scattering (CARS) [6] and broadband CARS [7,8]. The other approach recently on
trend is the hot spot engineering of gap-mode plasmon based on scanning tunnelling microscopy
(STM) based TERS, which achieved up to ~1 nm spatial resolution both in UHV [9] and in
ambient [10].
In this contribution, we report an extremely high spatial resolution down to 1.7 nm in tip-
enhanced Raman spectroscopy, which is currently the highest spatial resolution that has been
achieved in Raman spectroscopy in ambient [11]. While developing the optical microscope with
high spatial resolution, a natural question subsequently arises as to how short excitation is possible
with such an extremely high spatial resolution since one of the virtues of optical excitations is its
high temporal resolution that is not attainable by any other techniques. We demonstrate a
generation of extreme spatio-temporally confined nano-light source exhibiting 10 fs in time [12].
The mechanism is based on degenerated four-wave mixing (FWM) at a sharp metallic tip. We
will discuss the potential applications of tip-enhanced Raman and nonlinear Raman spectroscopy
and microscopy based on our extreme spatial and temporal resolution.
Acknowledgement
N.H. gratefully acknowledge the financial support by the ‘Grant-in-Aid for Scientific Research
(B)’ No. 15H03569 from the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of
Japan.
References
[1] Nobel Prize in Chemistry 2014.
[2] N. Hayazawa, Y. Inouye, Z. Sekkat, S. Kawata, Opt. Commun. 183 (2000), 333–336.
[3] R. M. Stockle, Y. D. Suh, V. Deckert, R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318 (2000), 131-136.
[4] M. S. Anderson, Appl. Phys. Lett. 76 (2000), 3130-3132.
[5] N. Hayazawa, T. Yano, and S. Kawata, J. Raman Spectrosc. 43, 1177 (2012).
[6] T. Ichimura, N. Hayazawa, M. Hashimoto, Y. Inouye, S. Kawata, Phys. Rev. Lett. 92
(2004), 220801.
[7] K. Furusawa, N. Hayazawa, S. Kawata, J. Raman Spectrosc. 41 (2010), 840-847.
[8] K. Furusawa, N. Hayazawa, F. C. Catalan, T. Okamoto, S. Kawata, J. Raman Spectrosc. 43
(2012), 656-661.
[9] R. Zhang, Y. Zhang, Z. C. Dong, S. Jiang, C. Zhang, L. G. Chen, L. Zhang, Y. Liao, J.
Aizpurua, Y. Luo, J. L. Yang, J. G. Hou, Nature 498 (2013), 82-86.
[10] C. Chen, N. Hayazawa, S. Kawata, Nat. Commun. 5 (2014), 3312.
[11] https://en.wikipedia.org/wiki/Tip-enhanced_Raman_spectroscopy
[12] K. Furusawa, N. Hayazawa, T. Okamoto, T. Tanaka, and S. Kawata, Opt. Exp. 19, 25328
(2011).
CNN303 Good or bad - Janus-faced nanomaterials!
Silke Krol
IRCCS Isituto Tumori “Giovanni PaoloII”; Bari/Fondazione IRCCS Istituto Neurologico “Carlo Besta”, Milan, Italy
The expectation rises high that nanomedicine, the use of nanotechnology and nanomaterials and their particular properties will provide the solutions for some of the most pressing health problem in future. Actually nanomaterials and nanoparticles are under evaluation or even approved for use in humans. The vision of the new “intelligent” drug delivery systems presented by a combination of multiple features such as targeting, immune tolerance, an improved biokinetics, and high drug load squeezed into the nanometer scale.
On the other hand and despite all the promised benefits the excessive use and hence distribution of nanoscale materials in the environment or potential toxicity in off-target organs raises concerns regarding potential risks related to the unique properties of the novel materials and hybrids. I will give an overview of the identified challenges preventing a realistic prediction of toxicity of nanomaterials. Moreover I will show that and how nanotoxicology differs from conventional toxicology.
CNN304 Demonstrando nuevos conceptos en hilos unimoleculares: Diodos,
Electromecánica, FETs, Magnetoresistencia, Fotocomutadores y Reactividad
Química en una sola molécula.
Izmael Diez
Universidad de Barcelona, España
Con la visión de que moléculas individuales podrían llegar a ser componentes eléctricos funcionales en futuros dispositivos nano-optoelectrónicos, se ha despertado un considerable interés en entender los mecanismos principales que rigen el transporte de carga en hilos de moléculas individuales [1]. El nacimiento del campo de la electrónica molecular en moléculas individuales empieza con la primera realización experimental a principios del presente milenio [2]. Hoy, este campo se sustenta por los esfuerzos combinados de diferentes disciplinas; la ingeniería, la física, la química y la biología molecular. Nuestra contribución a este campo provienen de la rama Química, con una visión basada en el desarrollo de nuevos compuestos moleculares que proporcionen nuevas funcionalidades eléctricas en el dispositivo eléctrico unimolecular. Dentro de esta línea, también es nuestro objetivo profundizar en la comprensión del transporte de carga en función de la estructura química con el fin de transferir, en última instancia, todos estos conocimientos a la transferencia electrónica en biológica que es, sin duda, uno de los procesos fundamentales de la vida. Como el título sugiere, en este seminario se mostrará una serie de ejemplos en los que hemos trabajado recientementepara crear hilos unimoleculares capaces de responder a una serie de estímulos externos [3-7]. Esperamos con esta contribución convencer del papel fundamental de diseño molecular en este campo y de la visión de que el campo de la electrónica unimolecular puede beneficiarse directamente de procesos conocidos de química supramoleculares. En este orden de ideas, el último ejemplo nos llevará al primer intento de utilizar las herramientas unimoleculares desarrolladas en dicho campo para estudiar procesos catalíticos en reacciones bien establecidas como la Diels-Alder [8].
Referencias
[1]. Lanlan Sun et al. Chemical Society Reviews 43 (2014) 7378. [2]. Xu, B., Tao, NJ. Science, 301 (2003) 1221. [3]. Díez-Pérez, I. et al. Nature Nanotechnology 6 (2011) 226. [4]. Díez-Pérez, I. et al. Nature Chemistry 1 (2009) 635. [5]. A.C.Aragonès et al. Nano Letters 14 (2014) 4751. [6]. N. Darwidh et al. Nano Letters 14 (2014) 7064. [7]. A.C.Aragonès et al. Nano Letters 16 (2016) 218. [8]. A.C.Aragonès et al. Nature 531 (2016) 88.
CNN305 Nanoestructuras funcionalizadas y sensibles a estímulos externos mediante
auto-organización de polifosfacenos de bloques.
Alejandro Presa Soto, Gabino A. Carriedo, Silvia Suárez Suárez, David Presa Soto, Raquel de la Campa
Facultad de Química. Universidad de Oviedo, Oviedo (España)
Los copolímeros de bloques, CPBs (ej. A-b-B), han sido extensamente estudiados debido, principalmente, a la capacidad de auto-segregación de sus bloques en distintas fases de tamaño generalmente nanométrico (1-1000 nm). Los trabajos más recientes en este área se centran en la obtención de morfologías distintas de la esférica mediante la introducción de propiedades predeterminadas (ej. cristalinidad, rigidez, quiralidad,) en uno de los bloques de tal forma que estas controlen y dirijan el proceso de auto-organización hacia distintas morfologías (cilindros, toroides, óvalos, micelas multicompartimentales, etc). La reciente incorporación de bloques inorgánicos y organometálicos capaces de aportar flexibilidad a bajas temperaturas, estabilidad térmica, química y fotoquímica, propiedades rédox, ópticas o eléctricas, ha abierto una puerta para la obtención de nanoestructuras con nuevas propiedades, morfologías y aplicaciones. En los últimos 3 años nuestro grupo ha venido desarrollando una línea de trabajo utilizando un segmento de polifosfaceno (PP), [N=PR2]n muy versátil susceptible de ser modificado químicamente de forma sencilla, eficiente y directa. En la presente conferencia se describirán los resultados obtenidos en el estudio de la auto-organización de copolifosfacenos de dos bloques inorgánicos (PP-b-PP) e híbridos (PP-b-PS, PS = Poliestireno), donde el bloque polifosfaceno es quiral (helicoidal), cristalino o rígido. Las características del bloque polifosfaceno dirigirá los procesos de auto-organización hacia la obtención de nano-hélices, películas macroporosas, nano-cilindros, vesículas, toroides o micelas bi-continuas. Además, la versatilidad sintética de estos materiales permite la introducción en su estructura de funcionalidades químicas capaces de estabilizar nanopartículas metálicas, dando lugar a nanoestructuras decoradas.
CNN306 Nanopartículas de Oro en Nanoteranósis
R. Cao Vázquez1
1Facultad de Química, Universidad de La Habana, Zapata y G, Vedado, La Habana, Cuba
email address corresponding author: [email protected]
Probablemente el principal objetivo nano-tecnológico en el campo de la biomedicina sea obtener nanodispositivos capaces de detectar cualquier tipo de afección a nivel celular, emitir una señal para indicar su localización y ejercer una acción terapéutica. La combinación de los efectos terapéuticos y de diagnosis en un solo nanodispositivo es lo que se conoce como nano-teranósis, un término que abarca fragmentos de palabras (marcadas en bold) de las tres principa-les características (ver Fig. 1).
Fig. 1.Representación esquemática de un nanodispositivo
de oro nanoteranóstico.
Para alcanzar ese objetivo ha sido necesa-rio pasar por tres etapas o generaciones, que se pueden definir sucintamente como: 1. Micro- y nano-dispositivos para la entrega y
liberación controlada de un fármaco.2. Nanodispositivos con propiedades terapéuti-
cas o de diagnóstico.3. Nanodispositivos capaces de ejercer ambas
acciones, o sea, los nanoteranósticos.Un aspecto importante para un eficiente
funcionamiento de un nanodispositivo nanotera-nóstico, es el tamaño requerido para poder atra-vesar biomembranas, incluyendo la celular. Por este tema comenzará el análisis, tomando en con-sideración las principales las formas en que se pueden presentar las nanopartículas de oro.
Las nanopartículas de oro han sido utiliza-das exitosamente como núcleos de nanodisposi-
tivos nanoteranósticos, sobre todo en el trata-miento del cáncer y ellas se centrarán la atención de esta charla. Para ello, se hará uso de ejemplos relevantes citados en la literatura [1]. Se presen-tarán los fundamentos de la terapia del cáncer por hipertermia mediante nanopartículas de oro, procedimiento que no requiere de la participa-ción de fármacos.
Se presentarán resultados del autor en que se utilizan proteínas (enzimas y anticuerpos mo-noclonales) y biomiméticos como detectores (targeters) conjugadas a nanopartículas de oro [2,3].
Agradecimientos
Se agradece a CONICYT por Programa PEI 2016.
Referencias
[1] R. Cao, Jr., L. Liz-Marzan, Expert Opin. Drug Deliv. 2014, 11, 1-12. [2] R. Villalonga, R. Cao, A. Fragoso, Chem. Rev. 2007, 107, 3088-3116. [3] Cao, Jr., R. Villalonga, A. M. Díaz-García, R. Cao, T. Rojo, M. C. Rodríguez-Argüelles. Inorg. Chem. 2011, 50, 4705-4712.
CNN307 ENSAMBLAJE MOLECULAR MEDIANTE INTERACCIONES
AROMÁTICAS PARA LA FORMACIÓN DE MATERIALES NOVEDOSOS
Ignacio Moreno Villoslada1
1Laboratorio de Polímeros, Instituto de Ciencias Químicas, Facultad de Ciencias, Universidad Austral de Chile,
Valdivia, Chile
email address corresponding author: [email protected]
Las interacciones moleculares entre
anillos aromáticos en agua abren una ventana
a la exploración de arquitecturas moleculares
más o menos regulares que permitan modular
propiedades fisicoquímicas de los componen-
tes, así como la funcionalidad y propiedades
mecánicas de los materiales finales en los que
éstas se incorporan.
Debido a las importantes propiedades
que otorgan a los materiales finales, el uso de
polímeros para formar las antedichas arqui-
tecturas moleculares es aconsejable. Por otro
lado, existen moléculas de bajo y mediano
peso molecular con interesantes aplicaciones,
como diferentes tintes, fármacos, y moléculas
con actividad redox, que presentan en general
grupos aromáticos. La generación de arqui-
tecturas moleculares que combinen polímeros
con grupos aromáticos y moléculas de bajo y
medio peso molecular, se perfila de interés de
cara a la preparación de materiales con diver-
sa aplicabilidad, sobre todo si sus propieda-
des pueden ser moduladas.
Por medio de las técnicas de autoen-
samblaje molecular iónico, es posible generar
agregados de moléculas autoensambladas por
la simple mezcla de soluciones acuosas de las
mismas. Cuando los iones con cargas com-
plementarias que se ensamblan poseen grupos
aromáticos, las interacciones aromáticas re-
fuerzan dichos ensamblajes, haciéndolas re-
sistentes a diferentes condiciones ambienta-
les. La generación de arquitecturas molecu-
lares a partir de polímeros aromáticos carga-
dos y moléculas aromáticas cargadas de bajo
peso molecular, permite la generación de ar-
quitecturas moleculares sin necesidad de usar
solventes orgánicos, contribuyendo a la gene-
ración de materiales de una manera limpia y
minimizando el impacto ambiental y los cos-
tos asociados a una producción industrial que
use dichos solventes. Además, el estado de
agregación de dichas arquitecturas molecula-
res puede ser controlado, obteniéndose com-
plejos solubles, nanosólidos con diferente
geometría, micropartículas, así como precipi-
tados macroscópicos.
Las arquitecturas moleculares genera-
das pueden dar lugar por sí mismas a materia-
les con distinta funcionalidad, sometidas a
procesos fuera del equilibrio, o pueden ser
incluidas en otros materiales sólidos o semi-
sólidos. Variando la composición de las dis-
tintas arquitecturas moleculares en los mate-
riales finales, se puede obtener un conjunto
rico y diverso de materiales con propiedades
modulables.1
Agradecimientos
Se agradece el Proyecto Fondecyt 1150899.
References
[1] Esteban Araya-Hermosilla, Sandra L. Ore-
llana, Claudio Toncelli, Francesco Picchioni,
and Ignacio Moreno-Villoslada, J. Appl. Polym.
Sci. 132, 42363-42371 (2015).
[2] Luis Sanhueza, Joaquín Castro, Esteban
Urzúa, Lorena Barrientos, Héctor Pesenti,
Wata-
ru Tomita, Hiroyuki Nishide, and Ignacio More-
no-Villoslada, J. Phys. Chem. B 119, 13208-
13217 (2015).
IV Congreso Nacional de Nanotecnologıa
Olmue, Chile, September 5-7, 2016.
Miguel
Kiwi∗
Depto.
de
Fısica,
Facultad
de
Ciencias,
Universidad
de
Chile,
and
CEDENNA
CNN308 Imogolite: a fascinating nanotube
Imogolite is an inorganic nanotube which is very special for many reasons. Ascompared to graphene it can be fabricated with highly monodisperse diameters.In contrast, the graphitic sheet strain energy required to bend graphene into aC-NT decreases monotonically as a function of diameter, and therefore its di-ameter cannot easily be tuned. Imogolite is found in weathered volcanic ashesand has a variety of uses; e.g. as an effective arsenic retention agent, as catalystsupport, in transparent polymers, as molecular sieves, as support for insulatingpolymers, and as a base for organic-inorganic nanohybrides. However, long afterits successful synthesis its mechanisms are not fully understood. The imogolitesynthesis is carried out through the hydrolysis of tetraethyl orthosilicate (TEOS)with NaOH and/or KOH, but they lead to different configurations, which will bediscussed on the basis of experimental results and numerical modeling. Actually,we develop a model of the synthesis which starts with a planar aluminosilicatesheet that is allowed to evolve freely, by means of classical molecular dynamics,until it achieves its minimum energy configuration. The minimal structures thatthe system finally adopts are tubular, scrolled, and more complex conformationsas well, depending mainly on temperature and the solvent that is used.
∗ Work in collaboration with Nicolas Arancibia, Mauricio Escudey, Rafael Gonzalezand Ricardo Ramırez. Supported by FONDECYT 1160639 and CEDENNA,“Financiamiento Basal para Centros Cientıficos y Tecnologicos de Excelencia”.
CNN309 Impacto de nanoformulaciones poliméricas en medicina
personalizada Dr. Cristian Vilos
Universidad Andrés Bello, Chile
La nanotecnología es una ciencia aplicada que ha generado un impacto global en casi todas las áreas de la sociedad incluyendo energía, medio ambiente, materiales y medicina llegando a ser descrita por muchos autores como la revolución industrial del siglo XXI.
Debido a la amplia variedad de aplicaciones de la nanotecnología en el campo de investigación de las ciencias de la vida, y a las funciones inherentes de los mecanismos biológicos de las células vivas, la nanomedicina ha surgido como un dominio emergente en la última década. El término nanomedicina se refiere al desarrollo de nanodispositivos y técnicas nanoanalíticas para el diagnóstico molecular, el tratamiento y prevención de enfermedades en términos de reducción del dolor, preservar y/o mejorar la salud humana.
En este contexto, el desarrollo de sistemas de liberación de fármacos es un componente fundamental de nanomedicina moderna. En la actualidad más de 30 productos han sido aprobados para su comercialización en los Estados Unidos por la Food and Drug Administration, y más de 150 se encuentran en diferentes etapas del desarrollo preclínico.
La utilización de nanopartículas cargadas con agentes terapéuticos también ha permitido disminuir los efectos secundarios de fármacos altamente tóxicos como el caso de los quimioterapéuticos, y ha contribuído en mejorar las propiedades farmacológicas de fármacos poco solubles en el ambiente fisiológico. En muchos casos, el diseño y la nanoarquitectura de las partículas representa una verdadera obra de ingeniería que combina elementos celulares, moleculares y biomateriales capaces de responder de manera inteligente en diferentes condiciones del organismo. En mi exposición presentaré avances en el desarrollo de nanoformulaciones poliméricas como estrategias terapéuticas para la liberación de fármacos.
CNN310 A popular antibacterial Nanoparticle
M. Ignacio Azócar
Laboratorio de Química Bioinorgánica (SMAT-C), Departamento de Química de los Materiales, Facultad de Química y
Biología, Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile.
Email: [email protected]
Since ancient times, silver ions have been
known to be effective against a broad range of mi-croorganisms, but in the last decade this metal has been greatly studied as nanosized metallic particles because of their antimicrobial capability against a wide range of bacteria, viruses, and fungi. For the same reason, it is the most extensively studied na-nomaterial with applications in medicine.
Figure 1: Antibacterial mechanisms of Silver Nano-particles.
From this perspective, silver nanoparticles have also found diverse applications in wound dressings, coat-ings for medical devices, creams, impregnated tex-tile fabrics, food storage containers, cosmetics, re-frigerator surfaces, etc. Besides applications, the antimicrobial activity is associated with high effectiveness, low toxicity and virtually no resistance of microorganisms to the presence of this metal. The appearance of new bacterial strains resistant to antibiotics is a serious health problem, so there is a strong incentive to develop new bactericides. This makes current research in bactericidal silver nano-materials particularly invaluable. Most studies have determined that the antimicrobial activity of silver nanoparticles is governed by their
size, shape, and capping agent, and by pH, ionic strength, and the presence of salts and organic mole-cules. But recent efforts have focused on their im-pact on human health and the environment due to their explosive use and current applications as a uni-versal biocide.
Acknowledgement
Research partially supported by FONDECYT 1140226. SMAT-C and VRIDEI Usach.
References
[1] Manuel I. Azócar, Laura Tamayo, Esteban Vargas, Nelson Vejar and Maritza Páez. Antimicrobial Activity:
Antibacterial Properties of Silver Nanomaterials. CRC Concise Encyclopedia of Nanotechnology, Chapter: I, 2015. [2] Manuel I Azócar, L. Tamayo, N. Vejar, G. Gó-mez, X. Zhou, G. Thompsom, E. Cerda, M. J Kogan, E. Salas, M. A Paez. Journal of Nanoparticle Re-search 16 (9), 1-9
CNN311 Nanoestructuras de carbono en el mejoramiento de la respuesta de
biosensores electroquímicos
S. Bollo
Centro de Investigación de Procesos Redox (CiPRex) and Advanced Center for Chronic Diseases (ACCDiS). Universidad de Chile, Sergio Livingstone Polhammer 1007, Independencia, Santiago-Chile
*Corresponding author. E-mail: [email protected]
Los nanomateriales basados en carbono (MBC), tales como nanotubos y grafeno son ampliamente utilizados en el campo de los bisoensores elec-troquímico debido a sus propiedades favorables, tales como el incremento en la sensibilidad de detección, y efectos electrocatalíticos. Por otra parte, los MBC han demostrado ser buenos mate-riales para modificar electrodos, principalmente a causa de su estabilidad química, amplia venta-na de potencial electroquímico, y la biocompati-bilidad. En el presente trabajo los resultados obtenidos en los últimos 5 años se presentarán abarcando tres puntos: (a) la síntesis del MBC y su caracteriza-ción con técnicas clásicas tales como XPS, Ra-man y espectroscopía de infrarrojo (b) el uso de técnicas electroquímicas como voltamperometría cíclica (CV) y Microscopía de barrido electro-química (SECM) para caracterizar las propieda-des de transferencia de electrones y la topografía de electrodos de carbón vítreo (GCE) modifica-dos y (c) una comparación sobre el rendimiento analítico de los electrodos resultantes utilizando nanotubos de carbono y materiales basados en grafeno con analitos tales como ADN de doble hebra y NADH. Nuestros resultados muestran que el rendimiento electroquímico de electrodos modificados MBC está fuertemente determinada por la característi-ca química de la superficie, tales como contenido de oxígeno y morfología de la superficie. Esta última se presenta en la Figura 1 donde por SECM se presenta una comparación de la morfo-logía y electroactividad obtenida en electrodos modificados con Nanotubos de carbono oxidados y no oxidados y derivados de Grafeno (Oxido de grafeno y oxido de grafeno reducido).
Fig. 1 Imágenes obtenidas por SECM, para electrodos
modificados utilizando MBC.
Finalmente se presentarán los efectos de utilizar estos diferentes materiales en la detección elec-troquímica de los analitos mencionados.
Agradecimientos
Se agradece el Proyecto Fondecyt 1161225 y FON-DAP Nº 15130011
Referencias
[1] P. Cañete-Rosales et al. Electrochimica Acta 62 163 (2012). [2] K. González Electroanalysis 24 2317 (2012). [3] D.F. Baez and S. Bollo J. Solid State Electro-chem 20 1059 (2016)
CNN312 Nanobiociencia aplicada al desarrollo de materiales avanzados
C. Parra1 , F. Montero-Silva1 , R. Henríquez1 , V. del Campo1 , E. Zurob 2 , R. Fuentes 3 , M. Flores4 , M. Seeger 5 , P. Haberle1 , C. Aguilar 6 , T. Cunha 7 , M.Wilkens 2 .
1Departamento de Física, Universidad Técnica Federico Santa María, Avenida España 1680, Valparaíso, Chile. 2Laboratorio de Microbiología básica y aplicada, Universidad de Santiago de Chile.
3Departamento de Industrias, Universidad Técnica Federico Santa María, Avenida España 1680, Valparaíso, Chile. 4Departamento de Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Avenida Blanco Encalada
2008, Santiago, Chile. 5Departamento de Química, 6Departamento de Metalurgia y materiales, Universidad Técnica Federico Santa María, Ave-
nida España 1680, Valparaíso, Chile. 7CTNanotubos, Universidade Federal de Minas Gerais, Rua Professor José Vieira de Mendonça 1000, Belo Horizonte,
Brazil.
email address corresponding author: [email protected]
Microorganismos como las bacterias son virtualmente ubicuos. Podemos encontrarlos en todos los ambientes y superficies. Las coloniza-ciones que estos forman pueden llegar a ser be-neficiosas pero, en muchas otras ocasiones, también causar daños millonarios a sectores in-dustriales tan variados como el minero, el de generación de energía, el naviero y el de la construcción [1].
En particular, algunos de los fenómenos causados por estas acumulaciones biológicas son la biocorrosión de metales, la biocorrosión de concreto y el biofouling. En todos estos ca-sos la interacción microorganismo-material ocu-rre a escala micro y nanoscópica. Nuestra estra-tegia, de naturaleza multidisciplinaria, se ha enfocado entonces en controlar tal interacción a la misma escala que esta ocurre, al introducir nanomateriales grafíticos como aditivos o recu-brimientos.
Los resultados obtenidos en nuestros es-tudios [2, 3] confirman la capacidad que los ma-teriales modificados a nanoescala poseen para suprimir los efectos negativos de la interacción con sistemas biológicos, tales como el fouling y
la biocorrosión, abriendo así un amplio campo de nuevas aplicaciones industriales basadas en nanobiomateriales.
Agradecimientos
Se agradece el Proyecto Fondef ID15I10576 y ID11I1213.
Referencias
[1] K. Li et al. Corrosion Reviews 31, 73 (2013). [2] C. Parra, F. Montero-Silva et al., ACS Appl. Mater. Interfaces 7(12), 6430 (2015). [3] C. Parra et al. Journal of Nanobiotech. 13, 82 (2015).
Contribuciones Orales
CNN112 Efectos de Nanobarras de Oro funcionalizadas-CLPFFD sobre la amiloidogénesis de Aβ y sobre las cascadas de señalización celular en neuronas de hipocampo.
AL. Riveros 1 , 3 , O.H. Porras 2 , F. Morales-Zavala1 , 3 , V. Vio1 ,3 , C.Velasco 1 , 3 , M.J .Kogan 1 , 3 . 1 Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Universidad de Chile, Santiago, Chile
2 Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos, Universidad de Chile, Santiago, Chile 3Advanced Center for Chronic Diseases (ACCDiS)
email: [email protected]; [email protected]
Las nanopartículas de oro presentan in-teresantes aplicaciones para la biomedicinadebi-do a sus particulares características que las dife-rencian de otros nanomateriales, como su baja toxicidad, estabilidad química y capacidad de atravesar barreras biológicas [1]. Trabajamos en la implementación de las nanovarillas de oro (NVsAu) en una nueva terapia para la enferme-dad de Alzheimer, aprovechando las propiedades fototérmicas de estas NVsAu que permiten des-armar agregados amiloides tóxicos (AT-Aβ) y reducir la amiloidogenesis de intermediarios pre-formados de agregados amiloidogénicos (IPAA) tóxicos [2,3], factores considerados importantes en la patogénesis del Alzheimer. Notablemente, a pesar de los potenciales beneficios de estos nanomateriales, es poco lo que se sabe del im-pacto celular y fisiológico en el cerebro. En este trabajo, analizamos los efectos de la irradiación sobre la amiloidogenesis en presencia de NVsAu y sus efectos en la viabilidad y señalización in-tracelular en cultivos primarios de neuronas de hipocampo. Las NVsAu se funcionalizaron con el péptido CLPFFD, lo que facilita su destino al cerebro y permite la interacción selectiva con los AT-Aβ y IPAA [2,3,4]. Al incubar neuronas por 24 h con IPAA/NVsAu-CLPFFD la viabilidad celular disminuyó en un 40%, efecto que desapareció al irradiar los IPAA/NVsAu-CLPFFD previamente con luz in-frarroja (808 nm). La presencia intracelular de NVsAu-CLPFFD fue evaluada determinando la concentración de oro en las neuronas en función del tiempo, por medio de la activación neutrónica y confirmada con microscopía electrónica (TEM). Complementariamente, registramos el impacto celular de las NVsAu-CLPFFD, a con-centraciones que no afectan la viabilidad celular
(determinado por ensayos de MTS y LDH), sobre el estado redox intracelular. Este efecto fue eva-luado en células individuales en tiempo real por microscopía de fluorescencia, en neuronas trans-fectadas con el plasmidio Hyper-Cyto que detec-ta H2O2, observando un aumento en los niveles de H2O2 intracelular. Esto conlleva a la activa-ción de NFB (determinado por Western blot), un factor de transcripción que genera procesos de sobrevida en células nerviosas, arborización den-drítica y plasticidad sináptica [5]. Por lo tanto el efecto de estas nanopartículas sobre sistemas complejos como células neuronales es muy in-teresante y requiere profundizar en su influencia sobre procesos neuronales tan complejos como la plasticidad sináptica. A partir de los resultados obtenidos hemos gene-rado un área interesante de estudio que es fun-damental para desarrollar terapias para enferme-dades neurodegenerativas como el Alzheimer. Agradecimientos
AL. Riveros agradece a FONDECYT de Postdocto-rado 3130654; M.J. Kogan agradece a FON-DAP/ACCDiS 15130011 y FONDECYT 1130425; O.H. Porras agradece a FONDECYT 1120102 y FONDEF CA 13I10013. Referencias
[1] B.D.Chithrani, y col, Nano Lett, (2007). [2] M.J. Kogan, y col, Nanomed, (2007). [3] C. Adura, y col, ACS Appl. M. I., (2013). [4] C. Soto, y col, Nat Med, (1998). [5] Bindokas VP, y col. J Neurosci (1996).
CNN124 Crecimiento Controlado de Nanoestructuras 1D de TiO 2 y su Efecto en
la Degradación Fotocatalítica de Colorantes T extiles
M. Rosales 1 , 2 , 3 , E. Mosquera 1 ¸ A. Garcia 2 , T. Zoltan3 , C. Yadarola 3 1Departamento de Ciencia de los Materiales, FCFM, Universidad de Chile, Av. Tupper 2069, Santiago, Chile.
2Advanced Mining Technology Center (AMTC), Universidad de Chile, 8370451, Santiago, Chile. 3Centro de Química. Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC), 20632, Caracas 1020-A, Venezuela
email address corresponding author: [email protected]
Nanoestructuras unidimensionales (1D) de
TiO2, han sido ampliamente estudiadas, debido a
sus prometedoras propiedades físico-químicas;
que incluyen alta área superficial e intercambio
iónico, baja densidad y mejores propiedades óp-
ticas, comparadas con el material prístino. Estas
propiedades han convertido a estos semiconduc-
tores en materiales promisorios para ser aplica-
dos en la degradación de contaminantes en agua,
a través de la fotocatálisis heterogénea [1-3].
En este estudio, se sintetizaron nanoes-
tructuras 1D de TiO2 a través de la optimización
de procesos hidrotermales. Los sólidos obteni-
dos fueron caracterizados por difracción de ra-
yos-X (DRX), espectroscopia infrarroja (IR),
refractancia difusa, fotoluminiscencia, área su-
perficial (BET) y microscopía electrónica de
barrido y transmisión (MEB y MET). La pro-
ducción de especies reactivas de oxígeno (1O2 y
·OH), fueron seguidas por caracterización foto-
química. El estudio cinético de degradación de
Naranja de Metilo (NM), fue seguido en un foto-
reactor, empleando lámparas con luz UV-Vis, y
una carga de fotocatalizador de 1g.L-1.
Los materiales obtenidos, mostraron dos
morfologías 1D diferentes, nanotubos (TNT) y
nanofibras (TNF) (Fig. 1(a-c)). Los resultados
indican que es posible controlar adecuadamente
la morfología y dimensionalidad del material, lo
que a la vez mejora su capacidad para degradar
contaminantes orgánicos. Un aumento en la ac-
tividad fotocatalítica fue observado al emplear
TNT y TNF como fotocatalizadores (Fig. 1d),
este efecto es atribuido a: (i) menor Eg, (ii) ma-
yor área superficial, (iii) alta cristalinidad y (iv)
mayor formación de especies reactivas de oxí-
geno, comparado con los precursores. El estudio
demuestra que los semiconductores nanoestruc-
turados 1D, pueden ser fotocatalizadores poten-
ciales para la eliminación de colorantes en aguas
residuales de industrias textiles.
0
10
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(%
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de
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TNT
TNF
TiO2-A
TiO2-R
Fig. 1 Imagen MET de las muestras sintetizadas, (a)
TNT, (b) TNF, (c) Imagen MEB de TNF y (d) Degra-
dación fotocatalítica (%) de NM, después de 5h de
reacción.
Agradecimientos
Se agradece a la Comisión Nacional de Investi-
gación Científica y Tecnológica CONICYT, por
el aporte otorgado a través de la Beca de Docto-rado Nacional.
References
[1] M. Hoffmann, et al., Chem. Rev., 95 (1995)
69-96.
[2] X. Hu, X., G. Li, and J.C. Yu, Langmuir, 26
(2010) 3031-9.
[3] Fan, Z., et al., Appl. Surf. Sci., 360 (2016)
298-305.
a b
c
0
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CNN126 Magnetic and Transport Properties of Co/Pd Multilayers Deposited in Nanodomes
Juliano C. Denardin, Sorach Vidal, Fabian Araneda, Simón Oyarzún, Sebastián MicheaDepartamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Avda. Ecuador 3493, 917-0124 Santiago, Chile
email: [email protected]
Magnetic films with perpendicular anisotropy (PA) are very important in the recording indus-try and as magnetic sensors. The research and potential applications of nano-patterned PA films is still more exciting, since the patterns can have length scales similar to the domain-wall widths and can be tailored to limit the domain-wall movements. Among the ways to produce nanostructured films, anodized alumina tem-plates (AAO) have emerged as a low cost, sim-ple and effective method for obtaining large are-as of nano-patterns [1]. Films deposited on top of AAO membranes with pores of different diameter and on the bottom of AAO membranes, forming nanodomes, show different magnetic reversion mechanisms and can be interesting in basic and applied research in magnetism [2].
In this work the magnetization reversal of Co/Pd multilayers deposited on nanodomes of different diameters (100 and 250 nm) are inves-tigated by magnetization curves, extraordinary Hall Effect and magnetic force microscopy (MFM) experiments. The magnetization curve of nanodomes has a larger coercivity than the curve measured in the continuous film (see Fig-ure 1). The increase in coercivity can be attribut-ed to a different mechanism of magnetization reversal in the array of nanodomes as compared to the continuous film. From the MFM image in the film it is observed large magnetic domains (Fig.1). The MFM images taken in the array of nanodomes shows a completely different pat-tern, where bicolor magnetic domains with op-posite magnetization directions are clearly seen. Hall Effect curves show larger values of Hall resistance in the nanodomes. This increase in the Hall resistance can be further exploited in these systems, aiming in the development of MRAMS and Hall sensors. FORC diagrams extracted
from the films deposited in different substrates are analyzed and give information on the mag-netization reversal mechanism in each system.
Fig. 1 Hysteresis loops of Co/Pd multilayers deposited on glass and nanodomes, and MFM images of the film and nanodomes.
Acknowledgements: Fondecyt 1140195, and CONICYT BASAL CEDENNA FB0807.
References
[1] J.L. Palma, C. Gallardo, L. Spinu, J.M. Var-gas, L.S. Dorneles, J.C. Denardin, J. Escrig, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 344, 8–13 (2013). [2] S. Michea, J. L. Palma, R. Lavin, J. Briones, J. Escrig, J. C. Denardin, and R. Rodriguez- Suarez. Journal of Physics D: Applied Physics 47, 335001 (2014).
CNNN179 INFLUENCIA DE LA MORFOLOGÍA, TAMAÑO Y FASE CRISTALINAEN EL DESEMPEÑO FOTOCATALÍTICO DE NANOESTRUCTURAS
DE DIÓXIDO DE TITANIOP. Allende 1 , 3 , L. Barrientos 2 , 3 , C. Diaz1
1Depto. de Química, Universidad de Chile, Las Palmeras 3425, Ñuñoa, Santiago, Chile
2 CIEN, Facultad de Química, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile 3 Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología, CEDENNA, Santiago, Chile
email: [email protected]
La fotocatálisis con dióxido de titanio (TiO2) es uno de los procesos avanzados de oxi-dación más estudiado en la eliminación de con-taminantes tales como bacterias y compuestos orgánicos [1,2].
Este trabajo de investigación informa la in-fluencia de la morfología, tamaño y fase cristali-na en las propiedades fotocatalíticas de nanoes-tructuras de TiO2 obtenidas por precursores sóli-dos del tipo (Quitosano)▪(Cp2TiCl2) (I) (PS-co-4-PVP)▪(Cp2TiCl2) (II) y (Quitosano)▪(TiOSO4) (III) (PS-co-4-PVP)•(TiOSO4) (IV), (Quito-sano)•(Ti(acac)2) (V), (PS-co-4-PVP)•(Ti(acac)2) (VI).
Las morfologías obtenidas (superficies po-rosas 2D y 1D, siendo en algunos casos las es-tructuras 1D formadas por NPs fusionadas, agu-jas con contornos lisos e interior poroso, entre otras), dependen de la naturaleza de los precurso-res empleados. En esta diversidad de formas, destacan las microfibras formadas por nanopartí-culas de TiO2 fusionadas, con tamaños prome-dios cercanos a los 7nm.
Las actividades fotocatalíticas se probaron para las veinticuatro nanoestructuras mediante la decoloración de un compuesto orgánico modelo. La figura 1 muestra la decoloración de la tintura en función del tiempo de irradiación, destacando que el mejor desempeño fotocatalítico fue para las nanopartículas de TiO2 en fase anatasa (obte-nidos del precursor (Quitosano)▪(TiOSO4) a 800°C). A partir del análisis de las diferentes morfologías, tamaños y fases cristalinas se pudo correlacionar la influencia que ejercen en el desempeño fotocatalítico de estas, siendo el si-
guiente orden: morfología > tamaño > fase cris-talina. La influencia que ejerce principalmente la morfología, se puede atribuir al incremento de la superficie de contacto entre el fotocatalizador TiO2 y el compuesto orgánico, permitiendo un aumento de los sitios disponibles para que ocurra la fotodegradación, siendo la morfología de mi-crofibras formadas por NPs fusionadas las que alcanzan un 86.5% de rendimiento a los 25min.
Fig. 1 Degradación de azul de metileno usando nanoes-tructuras de TiO2 como fotocatalizador
Agradecimientos: Proyectos Fondecyt 1131112, I-COOP LIGHT 2015CD0013 CSIC España, y Pro-grama de Financiamiento Basal de CONICYT-FB0807 (CEDENNA). Proyecto Fondecyt 1160241
Referencias
[1] K. Maeda, and K. Domen, J. Phys. Chem. Lett. 1, 2655−2661 (2010). [2] W. Y. Teoh, J. A. Scott, R. Amal, J. Phys. Chem. Lett.3,629−639(2012).
CNN189 Análisis de variables determinantes en la producción de nanopartículas
poliméricas de Eudragit RS, RL y policaprolactona por el método de
nanoprecipitación Miguel O. Jara1, Johanna Catalan-Figueroa1, Javier O. Morales1,2
1Depto. de Ciencias y Tecnología Farmacéuticas, U. de Chile, Santiago 8380494, Chile2ACCDiS, U. De Chile, Santiago 8380494, Chile
El propósito de este trabajo es determinar las variables relevantes en la producción de nanopartículas (Np) monodispersas de los polímeros Eudragit RS y RL (ERS y ERL), policaprolactona 10000 y 80000 Mn (lowPCL y highPCL), por el método de nanoprecipitación por antisolvente. Este método consiste agregar un polímero hidrofóbico disuelto en un solvente (orgánico) sobre un antisolvente (acuoso), logrando la formación de partículas de matriz hidrofóbica [1]. La metodología es simple, pero su principal limitante es la facilidad con que se generan agregados y poblaciones de tamaños polidispersos [2].
Del proceso de nanoprecipitación, se investigó la influencia del solvente utilizado, concentración del polímero y estabilizante coloidal, la razón de volumen solvente/antisolvente (razón S/A), temperatura, agitación y el calibre de la aguja utilizada para inyectar el solvente. La caracterización de las partículas se realizó utilizando Zetasizer Nano ZS (Malvern), y microscopia de trasmisión electrónica (TEM).
Entre los resultados obtenidos, se puede observar que NpPCL no varían a distintas razones S/A, pero que un aumento del peso molecular aumenta considerablemente el tamaño (Fig. 1). En el caso de ERS/ERL, polímeros idénticos (excepto porque ERL posee el doble de cargas positivas) se observa que un aumento de la razón S/A separa los tamaños de ambos tipos de partículas (Fig. 1). Las NpERL por estabilidad maximizarían su superficie exponiendo las cargas hacia la interface partícula/agua a costa de una reducción de tamaño.
Se determinó que las variables más relevantes son el calibre, concentración del polímero y tipo de agente estabilizante en la obtención de Np monodispersas. Esto resultó en tamaños de alrededor de 35, 45 y 100 nm de ERL, ERS y lowPCL respectivamente en condiciones optimizadas (Fig. 1). Estos resultados permitirían reducir los tiempos empleados para obtener nanopartículas monodispersas de otros polímeros por el método de nanoprecipitación y sirven de fundamento para la incorporación de fármacos de pobre solubilidad acuosa.
Fig. 1 Tamaños de partícula a distinta razón S/A
durante la nanoprecipitación por antisolvente de
ERS, ERL, lowPCL y highPCL.
Agradecimientos
Se agradece el Proyecto FONDECYT 11130235 y FONDAP 15130011.
Referencias
[1] Bodmeier, et al. J. Microencapsul. 8, 161–170 (1991) [2] Lepeltier, et al. Adv. Drug Deliv. Rev. 71, 86–97 (2014)
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Razón Solvente/Antisolvente
lowPCL highPCL ERS ERL
CNN198 Amplificación de fluorescencia de rodamina B en estado sólido mediante asociación con β-ciclodextrina y nanopartículas de
plata D. Guerra 1 , V. Vargas 1 , P. Jara1
1Depto. de Química, Facultad de Ciencias, Universidad de Chile Ñuñoa, Santiago, Chile
email address corresponding author: [email protected]
En este trabajo se presenta la amplificación de fluorescencia del colorante orgánico rodamina B (RhoB) en estado sólido, mediante su asocia-ción con β-ciclodextrina y nanopartículas de pla-ta.
Las nanopartículas de plata fueron sinteti-zadas de acuerdo a protocolos reportados, modi-ficados levemente, mezclando una solución de nitrato de plata en agua desionizada con solución mixta hidróxido de sodio e hidroxilamina clorhi-drato[1]. La formación del coloide fue observada de inmediato y evidenciada por el cambio de co-lor del coloide resultante. Las nanopartículas fueron caracterizadas mediante espectroscopía UV-Vis y dispersión dinámica de luz (DLS). Pa-ra la preparación del sustrato sólido, un vidrio fue lavado con agua regia, tratado con una solu-ción de NaOH 1M y luego con una solución de polielectrolito catiónico MADQUAT. Finalmen-te, el vidrio modificado fue tratado con el coloi-de de plata para adherir las partículas sobre la superficie. La deposición de las nanopartículas fue comprobada mediante espectroscopía UV-Vis. Por otra parte, se preparó una solución mix-ta del colorante orgánico RhoB y β-ciclodextrina en agua desionizada. Se procedió a agregar una alícuota de esta solución sobre el vidrio modifi-cado con nanopartículas. Posteriormente, se pro-cedió a medir la fluorescencia del sistema en es-tado sólido.
Fig. 1 Espectro de fluorescencia en estado sólido de RhoB, RhoB sobre AgNPs, RhoB/β-CD, RhoB/β-CD so-bre AgNps.
En la Fig. 1 se observa la amplificación de fluo-rescencia de RhoB en sólido en presencia de β-ciclodextrina y nanopartículas de plata. Para sis-tema β-CD y AgNps se obtuvo una amplificación de orden de 52 veces mayor, respecto a la fluo-rescencia del colorante puro sobre vidrio, resul-tados considerados relevantes con estudios aún en desarrollo.
Agradecimientos
Los autores agradecen al proyecto Fondecyt N° 1130147 y a la beca de doctorado nacional N° 21120881
Referencias
[1] N. Leopold and B. Len, J. Phys. Chem. B. 107, 5723 (2003).
CNN218 Análisis morfológico y microestructural de electrodepósitos de Pb-Co.
P.Tobosque 1 , M.Maril 1 , C.Camurri 1 , C.Carrasco 1 , C.A.Rodriguez 2
1 Departamento Ingeniera de Materiales, Facultad de Ingeniería, Universidad de Concepción, Edmundo Larenas 270,
Concepción, Chile
2 Instituto de Investigación Multidisciplinario en Ciencia y Tecnología, Ineergias, Universidad de La Serena, Benavente
980, La Serena, Chile
[email protected]; [email protected]
Los recubrimientos de Pb-Co han llamado
la atención de los investigadores por su gran po-
tencial en sistemas electroquímicos donde la
reacción anódica es la reacción de evolución de
oxígeno (REO), debido a su alta resistencia a la
corrosión y catálisis de la REO [1]. En la litera-
tura existen pocos trabajos que abordan la sínte-
sis y caracterización de este tipo de materiales, a
pesar de lo cual no existe ningún estudio detalla-
do que aborde la morfología y microestructura de
este tipo de materiales. Así, el objetivo de este
trabajo es caracterizar morfológica y microes-
tructuralmente un recubrimientos Pb-Co usando
Ti como sustrato, relacionando estas propiedades
con su actividad electrocatalizadora.
Las propiedades morfológicas, microes-
tructurales y composición química de cada mues-
tra fueron estudiadas mediante Microscopia Elec-
trónica de barrido (SEM), Microscopia Electró-
nica de Transmisión de alta resolución
(HRTEM), Difracción de Rayos-X y Espectros-
copia de rayos-X de dispersión de energía (EDS),
respectivamente; además se realizó un análisis
FFT a las imágenes obtenidas en HRTEM. Adi-
cionalmente, se le realizaron curvas de polariza-
ción para evaluar la capacidad de catálisis de ca-
da uno de los recubrimientos.
Los resultados obtenidos arrojaron que las
películas Pb-Co se componen de una matriz
pseudo-amorfa de Pb-Co con partículas dispersas
de Pb de tamaño nanométrico, además de poseer
una gran área superficial. Estas características
proporcionan gran cantidad de sitios activos lo
que favorece la REO y por tanto le confieren al
recubrimiento su propiedad electrocatalizadora.
Fig. 1. Imágenes de HRTEM donde se observa una matriz
amorfa con nano-partículas dispersas.
Agradecimientos
Los autores agradecen al Proyecto Fondecyt
1150270 por el financiamiento otorgado.
References
[1] K. Neuróhr, J. Dégi, L. Pogány, I. Bakonyi,
D.Ungvári, K. Vad, J. Hakl, A. Révész, L. Péter. J.
Alloys Compd. 545, 111 (2012).
CNN226 DESARROLLO Y FUNCIONALIZACIÓN DE UN BIOSENSOR DE
ALUMINA POROSA
B.A Céspedes-Parada 1 , Boris Durán 1 , 2 , 3 , N Casanova-Morales1 , A. Chandía-Crist i 4 , A.R. Alvarez 4 y Samuel A. Hevia 1 , 2
1Instituto de Física, Facultad de Física, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile 2 Centro de Investigación en Nanotecnología y Materiales Avanzados (CIEN-UC), Santiago, Chile.
3 Facultad de Química, Pontificia Universidad Católica de Chile, Santiago, Chile 4 Departamento de Biología Celular y Molecular, Facultad de Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica de
Chile, Santiago, Chile [email protected]
El desarrollo de la nanotecnología ha generado un amplio set de posibilidades para poder enfren-tar nuevos desafíos en distintas áreas de la cien-cia, particularmente en la medicina [1], contribu-yendo así con nuevas soluciones en el campo de los biosensores. En este trabajo se presenta el desarrollo de un biosensor basado en el uso de una membrana de alúmina porosa (PAM por sus siglas en inglés) y en un método óptico conocido como Interferome-tría por Reflexión (RIfS por sus siglas en inglés), la cual permite la detección de diversas biomolé-culas mediante la medición del índice de refrac-ción efectivo de la PAM, el cual contiene estas biomoléculas en el interior de sus poros. Utilizamos el denominado Método de Gota para incorporar las distintas moléculas al PAM, para luego medirlas y así identificar los cambios ocu-rridos en cada una. El sensor ha sido probado y optimizado para la detección del péptido Aβ, asociado a la enfermedad del Alzheimer, en sus distintos estados de agregación (monómero, oli-gómero y fibra), habiendo logrado la discrimina-ción entre estos estados como se muestra en la Figura 1, donde podemos ver que existe un co-rrimiento promedio para el Monómero de 0,5±0,2nm, para el Oligómero de 2,4±0,8nm y para la Fibra de 2,0±1,2nm.
El siguiente paso en la optimización del sensor consiste en una funcionalización química de la superficie del PAM con amino-propultryethoxy silano (APTES), comúnmente llamado silano, de modo tal que la alúmina es dotada con selectivi-dad química hacia las moléculas que deseamos incorporar [2]. Con esta funcionalización espe-
ramos poder mejorar el sensor no solo en la fija-ción de las moléculas a la superficie, sino que también mejorara las propiedades ópticas del sis-tema y por ende del método utilizado.
Fig. 1 Resumen del estudio de la incorporación de los distintos estados de agregación del péptido Aβ
Agradecimientos
Los autores agradecen a los proyectos PIA CO-NICYT #ACT1108 y Fondecyt # 1161614
References
[1] Photocatalysis International Research Center (PIRC), Research Institute for Science & Tech-nology, Tokyo University of Science, 2641 Yamazaki, Noda, Chiba 278-8510, Japan.
[2] Nanoporous Anodic Alumina Platforms: En-gineered Surface Chemistry and Structure for Optical Sensing Applications, School of Chemi-cal Engineering, Engineering North Building, The University of Adelaide, North Terrace Cam-pus, Adelaide SA 5005, Australia.
CNN248 Cambios morfológicos durante la muerte celular generada por la rotación
de nanocilindros magnéticos
V. Frenkel 1 , G. Bravo 2 , H. Olguin 2 , 3 , D. E. Hurtado 3 , 4 , L. M. Valenzuela 1 , 3 , 4 , * 1Depto. de Ingeniería Química y Bioprocesos, 2Depto. De Biología Celular y Molecular, 3Instituto de Ingeniería Biológica y Médica, 4Depto. de Ingeniería Estructural, 5Centro de Investigación en Nanotecnología y Materiales Avanzados CIEN–
UC. Pontificia Universidad Católica de Chile, Vicuña Mackenna 4860, Santiago. *Email: [email protected]
La nanobiotecnología ha desarrollado ma-teriales para manipular células desde su interior. Nanocilindros (NCs) se han usado para deformar considerablemente el citoplasma y la membrana celular [1] y para provocar su muerte [2]. Sin embargo, no se han reportado estudios de los cambios morfológicos y estructurales intracelula-res inducidos por los NCs ni el tipo de daño pro-ducido por su acción. En este trabajo, mediante técnica de tinción de microtúbulos y núcleo celu-lar, buscamos obtener antecedentes de la mecá-nica de acción de los NCs, para así mejorar su diseño para su uso terapéutico.
Para estudiar estos fenómenos, se fabrica-ron NCs magnéticos de níquel y platino, propor-ción 1:2, de 3 μm de largo, y 200 nm de diáme-tro, por electrodeposición en un templado de alúmina porosa [1]. Estos NCs fueron incorpora-dos a la línea celular de fibroblastos NIH/3T3 dejándolos reposar por 24 horas y posteriormente sometidos a un campo magnético (CM) rotatorio (~300 mT, 1 Hz).
Posterior a los tratamientos con NCs y CM, se marcaron los microtúbulos y núcleo celular a través de inmunofluorescencia indirecta para α-tubulina y tinción con DAPI, a diferentes tiem-pos de reposo después del tratamiento.
Como resultado de estos experimentos, se observó la alteración de la red de microtúbulos y la expulsión de material genético, producto de la rotación de los NCs dentro de las células (Fig. 1). Esto sugiere que el daño celular producido por el tratamiento de los NCs con CM está aso-ciado a la disgregación de microtúbulos durante la muerte celular.
Figura 1. Efecto de los NRs sobre microtúbulos y nú-
cleo celular. Microscopia de fluorescencia de núcleo (azul) y microtúbulos (verde), con (+NC Ni:Pt) y sin NCs, después de un día de reposo (t=1d). Zoom 100X.
Agradecimientos
Se agradece al fondo del proyecto de investiga-ción interdisciplinario CIEN-UC, y a Enrique Brandan por la línea celular usada en este estudio.
Referencias [1] M. Castillo et. al, J. Biomed. Mater. Res. B.
Appl. Biomater., 12, 8, 1779-1785 (2014). [2] A. O. Fung et. al, J. Phys. Chem. C, 112, 15085–
15088 (2008).
+ NC Ni:Pt (t = 1d) Control (t = 1d)
Sin Campo Magnético
Con Campo Magnético
Control (t = 1d) + NC Ni:Pt (t = 1d)
CNN251 Frenado de iones livianos en nano-estructuras de carbono
B. Fierro 1 , 2 , J .D. Uribe 1 , M. Mery1 , A. Cortés, C. Celedón, J .E. Valdés 1 , 2
1Depto. de Física, Universidad Técnica Federico Santa María (UTFSM), Valparaíso, Chile2Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología (CEDENNA), Santiago, Chile
Correo electrónico: [email protected]
No obstante las significativas propie-
dades físicas de algunas nano-estructuras (por
ejemplo, la muy alta conductividad eléctrica
del grafeno y el casi nulo coeficiente de fric-
ción del carbono tipo diamante) y sus aplica-
ciones prácticas (el carbono tipo diamante es
un excelente candidato para usarse en nano-
tribología) [1], desde el punto de vista de la
ciencia básica hay una pregunta que no se ha
logrado responder: ¿cómo varía el poder de
frenado de un material que es bombardeado
por iones livianos de baja energía, a medida
que disminuye su espesor y/o cambia su es-
tructura?
En el presente estudio se investiga la
pérdida de energía de iones livianos (protones
en su mayoría) que inciden sobre nano estruc-
turas de carbono, a saber: láminas cuyos espe-
sores están entre 0,35 nm (grafeno) y 10 nm
(multicapas de grafeno). Variaciones sistemá-
ticas de las condiciones de trabajo (presión en
la cámara de colisiones, temperatura y tiempo
de calentado de las muestras, dosis de bom-
bardeo, entre otras), sumadas a la caracteriza-
ción con microscopía Raman de dichas mues-
tras, nos revelan la presencia de contaminan-
tes. Serían estos últimos, según nuestras con-
clusiones, los que han inducido a reportar en
la literatura valores extremadamente altos de
frenado de iones que atraviesan películas del-
gadas [2].
Agradecimientos
Se agradece a los proyectos Basal CEDENNA
FB0807 y UTFSM DGIIP 216.11.3 año 2016, y a la
Dirección General de Investigación, Innovación y
Posgrado de la UTFSM.
Referencias
[1] A. Tomala, A. Pauschitz and Manish Roy,
Surface Science 616, 60–70, (2013)
[2] F. Allegrini et. al., Opt. Eng. 53(2), 024101
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