El Laboratorio de Análisis de Metales de IQS cuenta con un equipo ICP-MS con el módulo Single Particle, una técnica emergente que permite determinar la distribución de tamaño y la concentración de nanopartículas, con aplicación en muchos ámbitos de actividad industrial.
Las nanopartículas (NPs) son partículas que tienen un diámetro entre 1 y 100 nm, tanto si son de origen natural como las antropogénicas. Su relación superficie/volumen les confiere unas propiedades únicas – magnéticas, mecánicas, ópticas y eléctricas –, muy diferentes respecto a otras partículas de medidas superiores.
Este hecho, junto con los materiales que las constituyen, hacen que su uso sea cada vez más habitual en sectores como el textil, el cosmético y el médico, entre otros. Así, el sector cosmético utilizan NPs de oro y plata, por sus propiedades antibacterianas y antifúngicas. En las áreas médicas, los avances científicos llevan a campos como la nanoteragnosis (combinación de diagnosis y terapia) donde, aprovechando los beneficios de la nanotecnología, se pueden llevar a cabo diagnósticos prematuros y no invasivo combinados con terapias centradas en el punto específico donde se encuentra la enfermedad.
Parece, pues, necesario disponer de técnicas analíticas para la caracterización de NPs, que hoy en día se puede hacer con diversidad de técnicas complementarias. Pero ninguna de ellas aporta una información completa y, por tanto, se necesitan nuevas técnicas que la complementen totalmente.
Es en este entorno donde ha aparecido recientemente la técnica Single Particle–ICP-MS (SP-ICP-MS), una técnica emergente que permite determinar la distribución de tamaño y la concentración de NPs que contengan elementos metálicos, además del contenido en metal disuelto. El Laboratorio de Análisis de Metales de IQS cuenta con un equipo ICP-MS con el módulo Single Particle y una línea de investigación específica en este tema.
Opciones analíticas y ventajas de la técnica SP-ICP-MS.
Para la caracterización de NPs se pueden utilizar técnicas como la microscopía electrónica de transmisión (TEM), que permite obtener la imagen de las partículas y estudiar tanto su morfología como su distribución; la dispersión dinámica de luz (DLS), que da información sobre la distribución de tamaño (hidrodinámica); o el análisis de rastreo de nanopartículas (NTA), que añade la determinación de la concentración de NPs en suspensión.
La SP-ICP-MS presenta algunas ventajas comparándola con las técnicas anteriores. Así, no solo proporciona información de la distribución de tamaño y de la concentración de NPs en la suspensión, sino que también permite medir la concentración del elemento – metal – disuelto en la suspensión.
Los investigadores de IQS están trabajando actualmente en el desarrollo y puesta a punto de métodos analíticos de SP-ICP-MS para la caracterización de NPs utilizadas en biomedicina, como son NPs de oro, plata, óxido de cerio y SPIONs (Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles), entre otras. Estas últimas son muy utilizadas dadas sus propiedades magnéticas, contando con la autorización de la FDA para poder ser utilizadas en la obtención de imágenes por resonancia magnética.
El ámbito de la aplicación de la técnica SP-ICP-MS es muy amplia y va más allá de la investigación en biomedicina. La tencica está contemplada en la norma ISO/TS 19590:2017 (Size distribution and concentration of inorganic nanoparticles in aqueous media via single particle inductively coupled plasma mass spectrometry y puede utilizarse en diferentes sectores industriales, además de su aplicación para realizar seguimiento de las NPs en el área medioambiental.
Análisis por SP-ICP-MS de una muestra de SPIONs cedida per la Dra. Cristina Fornaguera, grupo GEMAT IQS
Análisis por SP-ICP-MS de una muestra de AgNPs cedida por el Dr. Robert Texidó, grupo GEMAT IQS