03/09/2012 - Desarrollos del láser para aplicaciones en biomedicina

Menéame

Los científicos  han obtenido por primera vez una emisión eficiente y duradera de luz láser roja gracias a la incorporación de dos moléculas colorantes que se presentan confinadas en nanopartículas de látex dispersas en agua. La longitud de onda de la luz roja es clave para la terapia fotodinámica, con usos, por ejemplo, en oftalmología y dermatología.

Esta disciplina, basada en la creación de imágenes, detección, análisis y manipulación de sistemas biológicos a través de la luz, tiene aplicaciones en campos tan diversos como la medicina, la agricultura o las ciencias ambientales. El trabajo aparece publicado en la revista Nature Photonics.

“La utilización, en biomedicina, de emisores de luz roja, con una longitud de onda superior a 650 nanómetros, tiene ciertas ventajas ya que los tejidos biológicos son más transparentes a ella y la luz puede profundizar más, lo que facilita su uso en cirugía y en tratamientos de terapia fotodinámica, basados en la activación por luz de medicamentos ingeridos”, explica el investigador del CSIC Luis Cerdán, que trabaja en el Instituto de Química Física Rocasolano, y que pertenece al grupo que ha llevado a cabo la caracterización láser y el estudio teórico.

Hasta ahora, el uso de colorantes comerciales para estas aplicaciones estaba limitado por la poca luz de excitación que absorbían, un inconveniente que reducía su eficiencia. Por otro lado, los colorantes suelen dañarse con facilidad cuando son excitados, lo que reduce su utilidad tecnológica y hace aumentar el coste económico.

Para resolver estos problemas, los científicos decidieron recurrir a un proceso de transferencia de energía conocido como Förster Resonance Energy Transfer (FRET por sus siglas en inglés), basado en incorporar dos colorantes: uno donador, capaz de absorber eficientemente la excitación y que apenas se daña, y otro aceptor, que emite luz tras haber recibido la energía del primero.

“Empleamos los colorantes Rhodamina 6G como donador y Azul de Nilo como aceptor. Para garantizar la proximidad de los colorantes, y por tanto, una mayor eficiencia, los confinamos en nanopartículas poliméricas de 50 nanómetros de diámetro dispersas en agua”, detalla el investigador de la Universidad Complutense de Madrid Eduardo Enciso, que ha llevado a cabo la síntesis de las nanopartículas y colaborado en el análisis teórico. Según este científico, al integrar los colorantes en estas estructuras se reducen los procesos que degradan sus moléculas tras ser excitadas por la luz, una situación “especialmente grave” en los colorantes con emisión roja, lo que además evita la pérdida de sus propiedades de emisión y multiplica por ocho su vida útil.

Este nuevo material láser elimina la necesidad de utilizar grandes volúmenes de disolventes orgánicos, la mayoría tóxicos

La caracterización fotofísica ha permitido estudiar el proceso de transferencia de energía en el sistema, que se produce muy rápidamente, por debajo de los 500 picosegundos (un picosegundo es la billonésima parte de un segundo). Según los investigadores Jorge Bañuelos e Iñigo López Arbeloa, que han llevado a cabo esta parte de la investigación en la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad del País Vasco, “el mecanismo de transferencia de energía es muy complejo, ocurre principalmente por la interacción de los dipolos eléctricos de los colorantes donadores y aceptores y se produce a una distancia media de tres nanómetros”.

Los investigadores destacan que este nuevo material láser elimina la necesidad de utilizar grandes volúmenes de disolventes orgánicos, la mayoría tóxicos y carcinogénicos, que exige el uso convencional de estos colorantes en disolución, evitando así la generación de residuos nocivos para la salud y el medio ambiente.

---------------------------------------------------------------

Referencia bibliográfica:

Luis Cerdán, Eduardo Enciso, Virginia Martín, Jorge Bañuelos, Iñigo López-Arbeloa, Ángel Costela, e Inmaculada García-Moreno. "FRET-assisted laser emission in colloidal suspensions of dye-doped latex nanoparticles". Nature Photonics. DOI: 10.1038/nphoton.2012.201.

El Observatorio de la Ingeniería en España (OIE) está preparando el segundo estudio sobre la Radiografía de la Profesión Ingeniería en España. Entre sus contenidos incorporará un análisis de los cambios que está provocando el uso de la inteligencia artificial (IA) en el ejercicio profesional de las distintas especialidades de ingeniería. Para conocer la experiencia directa de los profesionales, el...

La Comisión Europea ha publicado la relación de nueve proyectos finalistas de los European Digital Connectivity Awards 2026, premios que reconocen iniciativas destinadas a mejorar la conectividad digital, desplegar redes de muy alta capacidad y reducir las desigualdades de acceso a las infraestructuras de comunicaciones. Dos de las candidaturas seleccionadas tienen participación española: Quantum Catalonia, centrada en la experimentación con...

Cuatro estudiantes de la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) han sido seleccionados para participar en la final estatal de Líderes Digitales Universitarios 2026, competición impulsada por la Red de Cátedras Telefónica. La final se celebrará los días 29 y 30 de octubre en el Distrito Telefónica de Madrid. Los representantes de la cátedra Telefónica UPC-UPF son Víctor Baiges...

A falta de cuatro meses para su celebración, el Salón Internacional del Agua, del Riego y del Medio Ambiente mantiene un elevado ritmo de contratación y alcanza ya el 100% de ocupación en los pabellones 3, 4 y 5, una evolución que confirma el interés empresarial por participar en una de las principales citas profesionales del sector hídrico. La respuesta...

La localidad riojana de Ezcaray es escenario de una de las citas tecnológicas de este otoño no solo en La Rioja sino en todo el Valle del Ebro: el II Ezcaray Tech for Future, un congreso que pretende ser un punto de encuentro entre tecnología, innovación, empresas e instituciones para generar nuevas oportunidades desde el medio rural. Durante la inauguración...