Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST, en inglés), con sede en Gaithersburg, Maryland (Estados Unidos), han construido el dispositivo de nanofluidos más sofisticado que existe a día de hoy. Lo fabrican siguiendo un proceso de un solo paso, en vez de utilizar las técnicas de litografía multi-capa que se emplean en la construcción de los circuitos integrados.

Hasta ahora, los dispositivos de nanofluidos se habían utilizado principalmente para analizar ADN y proteínas. Puesto que el nuevo dispositivo es capaz de separar partículas de diferentes tamaños dentro de una mezcla de partículas, también podría ser útil en la preparación de nanopartículas para terapia de genes, distribución de fármacos y análisis de toxicidad.

La tecnología de nanofluidos, que aún se encuentra en fase embrionaria, trata acerca de la manipulación y control de una pequeña cantidad de moléculas o diminutas cantidades de fluidos. Los dispositivos de nanofluidos se fabrican mediante el grabado de pequeños canales de silicio u obleas de vidrio, normalmente usando técnicas de fotolitografía. Estos dispositivos tienen estructuras relativamente simples, y los canales ramificados tienen la misma profundidad.

El nuevo dispositivo, que fue presentado por internet en la revista Nanotechnology, es una cámara con 30 profundidades diferentes. Si se mira de perfil parece una escalera, con una profundidad que va desde los 10 nanómetros en la parte menos profunda hasta los 620 nanómetros en la parte opuesta.

Los científicos colocan una mezcla de nanopartículas en la parte más profunda. Después usan un campo eléctrico para desplazar las partículas hasta la parte más superficial. Las partículas sólo pueden desplazarse al siguiente escalón si son más pequeñas que la profundidad de dicho escalón. Como resultado, las nanopartículas quedan distribuidas en distintos escalones según su tamaño.

Este dispositivo podría ser útil para clasificar y medir las nanopartículas que se emplean en la distribución de fármacos y la terapia de genes, señala Samuel Stavis, miembro de NIST y coautor del estudio. Es más, puesto que las propiedades de las nanopartículas dependen de su tamaño, el dispositivo podría ser útil para probar la toxicidad de distintas partículas. “Si se desea llevar a cabo experimentos para investigar la relación entre la función de una nanopartícula y su tamaño, sería estupendo tener a nuestra disposición una herramienta con la que pudiéramos tomar una mezcla de nanopartículas, separarlas, clasificarlas y después distribuirlas,” afirma Stavis.

Han Cao, fundador y director científico de BioNanomatrix, una startup con sede en Filadelfia que usa nanofluidos para el análisis de ADN, señala que lo más significativo de este nuevo estudio es que los investigadores han usado un proceso de litografía de un solo paso.

Durante este proceso de un solo paso, se usa una máscara que permite que distintos niveles de luz recaigan sobre el fotoresist (en la litografía tradicional, la máscara sólo permite que la luz pase o sea bloqueada). Después las distintas cantidades de fotoresist se eliminan mediante un proceso de lavado, y se llevan a cabo varios tipos de grabado con el sustrato.

Stavis señala que esta técnica podría usarse para fabricar dispositivos mucho más complejos. Los investigadores también podrían fabricar estructuras con curvas suaves, señala. Un tipo de dispositivo como este podría convertirse en una especie de ‘laboratorio del tamaño de un chip’ y usarse para el análisis de ADN, así como para aplicaciones de biotecnología y medicina.