Foto: Esta imagen de microscopio electrónico muestra nanopartículas de carbono fluorescentes extraídas de carbón de antracita.

El carbón se puede convertir en grandes cantidades de puntos cuánticos brillantes, según afirma un grupo de investigadores de la Universidad Rice (EEUU).

Con este nuevo método se podrían producir nanopartículas de carbono fluorescentes a muy bajo precio, que podrían ser útiles en biomedicina y especialmente en la obtención de imágenes de células y tejidos humanos vivos, señala el profesor de química de la Universidad Rice (EEUU), James Tour. Como director de la investigación, Tour asegura que las primeras pruebas sugieren que las partículas no son tóxicas y añade que su grupo está trabajando en el desarrollo de las partículas en sondas fluorescentes y vehículos de liberación de fármacos.

Los investigadores utilizaron ondas de sonido para agitar tres tipos de carbón: bituminoso, antracita y coque, que fueron tratados con ácido. Después calentaron las muestras durante 24 horas. Las partículas resultantes, que varían en tamaño desde dos a 40 nanómetros, estaban hechas de varias capas de óxido de grafeno, un compuesto de carbono de un átomo de espesor y con una estructura altamente ordenada. El tamaño de las partículas, hechas a partir de cada tipo de carbón, fue distinto y, cada tamaño, emitió un color de fluorescencia diferente.

Tour y sus colegas señalan que existe suficiente evidencia para denominar a las partículas de carbono como puntos cuánticos. Estos son nanopartículas en las que los electrones están confinados en un espacio más pequeño que su longitud de onda, un fenómeno que da lugar a la fluorescencia. Cuando son excitados por una fuente de luz, los puntos brillan con colores distintos en función de su tamaño. Tour reconoce que las investigaciones futuras podrían revelar que las partículas son fluorescentes debido a factores distintos a este fenómeno, pero asegura que eso no cambiaría sus aplicaciones tecnológicas potenciales.

Esta no es la primera vez que se crean puntos cuánticos de grafeno, por ejemplo a partir de grafito, y, más recientemente, a partir de fibras de carbono. Pero estas fuentes son más caras que el carbón y producen cantidades mucho menores, afirma Tour.

Los puntos cuánticos hechos de semiconductores inorgánicos están empezando a aparecer en los televisores y tabletas para generar colores más intensos (ver "Los puntos cuánticos llegan al mercado de la mano de las coloridas televisiones de Sony").

Los puntos cuánticos son también útiles para la obtención de imágenes biológicas. Se pueden utilizar para observar estructuras y eventos a escala molecular dentro de células y tejidos y tienden a ser más brillantes y a mantener su fluorescencia mucho más tiempo que los tintes fluorescentes convencionales, que a menudo sólo emiten luz durante unos segundos. Además, puesto que el color de la luz emitida se puede ajustar con precisión mediante el ajuste del tamaño del punto, se pueden usar múltiples colores para obtener imágenes de biomoléculas diferentes simultáneamente utilizando la misma fuente de luz. Pero mientras que los puntos cuánticos se han usado de forma bastante extensa en modelos animales de investigación, los más comunes contienen metales tóxicos y no se han probado en seres humanos. Los puntos de Tour, que según él no son tóxicos, podrían ser utilizados potencialmente en humanos.

Hay un fuerte deseo dentro de la comunidad científica de poner a prueba los puntos cuánticos en los seres humanos, afirma el profesor de química y bioquímica de la UCLA (EEUU), Shimon Weiss, ya que, en principio, podrían ser utilizados para obtener imágenes, diagnósticos, tratamientos y seguimientos con precisión. Una sonda no tóxica y eficaz serviría de gran ayuda en el campo. Pero es demasiado pronto para saber si los puntos de Tour pueden ser buenos candidatos, afirma Weiss.