Râmele – „tehnologie de vârf” pentru fabricarea materialelor fluorescente

Râmele pot contribui la crearea aşa-numitelor quantum dots sau puncte cuantice – nanostructuri din materiale semiconductoare care prezintă o fluorescenţă intensă, datorită modului în care se comportă electronii lor.

Aceste puncte cuantice sunt folosite pentru a mări eficienţa panourilor solare şi pentru a construi ecrane performante. 

Dar, pentru a putea fi folosite şi în corpul uman – de exemplu pentru a urmări comportamentul celulelor canceroase – era nevoie ca ele să fie supuse unor  procese chimice complicate, costisitoare şi care le reduc luminiscenţa.

Un cercetători de la  King’s College London, Mark Green, a avut ideea de a folosi râme pentru a „fabrica” puncte cuantice, deoarece a constatat că râmele erau capabile să producă puncte cuantice biocompatibile, dacă li se administrau în hrană anumite substanţe chimice.

Ideea nu a apărut din senin, ci ca o ipoteză bazată pe două informaţii.  

Green ştia că, prin tratarea unor puncte cuantice formate dintr-o substanţă solubilă numită telurură de cadmiu, cu compuşi numiţi thioli (care conţin sulf), aceste puncte cuantice devin mai puternic luminiscente. De asemenea, cercetătorul a aflat, la un moment dat, că râmele produc thioli care se leagă de atomi metalici.

Bazându-se pe aceste informaţii, el a încercat să afle dacă râmele ar putea „fabrica” puncte cuantice.

Green şi colegii săi au studiat modul în care râmele procesau cadmiul din solurile contaminate cu acest metal. Au expus râmele la contactul cu clorură de cadmiu şi telurură de sodiu şi au constatat că animalele incorporaseră metalele în celulele lor cloragogene, care îndeplinesc o funcţie similară cu cea a ficatului la mamifere.

După 11 zile, cercetătorii au extras celulele cloragogene, le-au pus în apă şi le-au expus la lumina unei lămpi cu ultraviolete.

Au constatat că celulele prezentau o fluorescenţă verde, ceea ce i-a dus la concluzia (confirmată ulterior cu ajutorul microscopului electronic) că în ele se formaseră puncte cuantice de telurură de cadmiu. Mai mult, într-un experiment de imagistică, aceste puncte cuantice s-au dovedit capabile să indice prezenţa celulelor canceroase. Rezultatele au fost publicate în jurnalul Nature Nanotechnology.

Organismul râmelor formează asemenea nanostructuri semiconductoare în încercarea de a scăpa de ionii de metal; în esenţă, e vorba despre un mecanism de apărare.

Producerea punctelor cuantice de către organisme vii a mai fost observată la bacterii şi fungi. Faptul că şi animale ca râmele sunt capabile de aceste prioces deschide calea spre utilizarea unor specii de animale ca „fabrici naturale” de astfel de nanostructuri, chiar dacă un alt cercetător – Andrey Rogach  de la City University of Hong Kong – a remarcat că punctele cuantice sintetizate de râme nu prezintă fluorescenţă un timp atât de îndelungat precum cele obţinute pe cale sintetică, iar Anil Suresh de la City of Hope, un centru de cercetări în domeniul cancerului din California, consideră că, spre deosebire de microorganisme, rîmele n-ar putea produce puncte cuantice în cantităţi suficiente pentru aplicaţiile practice preconizate. 

Însă Mark Green crede că ideea de a folosi animale este promiţătoare şi speră să poată îmbunătăţi calitatea punctelor cuantice produse în acest mod.

Sursa: New Scientist