Una nanopartícula es realmente solo una partícula submicroscópica que mide menos de 100 nanómetros en al menos una de sus dimensiones. Sería posible colocar cientos de miles de ellos en la cabeza de un alfiler. Es emocionante para los investigadores porque muchos materiales actúan de manera diferente a escala nanométrica que a escalas más grandes y las nanopartículas pueden fabricarse para hacer muchas cosas útiles.

La exposición a una cierta cantidad de algunas nanopartículas podría tener efectos adversos. Los investigadores farmacéuticos a menudo necesitan exactitud para maximizar la eficacia de un fármaco. Y los científicos ambientales necesitan saber, por ejemplo, cuántas nanopartículas de oro, plata o titanio podrían causar un riesgo potencial para los organismos en el suelo o el agua.  El uso de más nanopartículas de las necesarias en un producto debido a mediciones inconsistentes también podría desperdiciar dinero para los fabricantes.

La tecnología ofrece muchas opciones para evaluar las nanopartículas, pero los expertos no han llegado a un consenso sobre cuál es la mejor técnica.

En el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) e instituciones colaboradoras, los investigadores concluyeron que medir el rango de tamaños en nanopartículas, en lugar de solo el tamaño de partícula promedio, es óptimo para la mayoría de las aplicaciones.

La investigación moderna de nanopartículas avanzó rápidamente a mediados del siglo XX debido a las innovaciones tecnológicas en óptica. Ser capaz de ver las partículas individuales y estudiar su comportamiento amplió las posibilidades de experimentación. Sin embargo, los mayores avances se produjeron después del despegue de la nanotecnología experimental en la década de 1990. De repente, el comportamiento de partículas individuales de oro y muchas otras sustancias podría ser examinadas y manipuladas de cerca. Los descubrimientos sobre las formas en que pequeñas cantidades de una sustancia reflejaban o absorbían la luz, cambiaban de comportamiento fueron numerosos, conduciendo con ello a la incorporación de nanopartículas en muchos más productos.

Desde entonces han seguido debates sobre su medición, al evaluar la respuesta de las células o los organismos a las nanopartículas, algunos investigadores prefieren medir las concentraciones del número de partículas (a veces llamadas PNC por los científicos). Para muchos, los PNC son un desafío, ya que se deben emplear fórmulas adicionales para determinar la medición final. Otros prefieren medir concentraciones de masa o área superficial. 

Los PNC se utilizan a menudo para caracterizar metales en química. Sin embargo, la situación de las nanopartículas es intrínsecamente más compleja que la de las sustancias orgánicas o inorgánicas disueltas porque, a diferencia de los productos químicos disueltos, las nanopartículas pueden tener una amplia variedad de tamaños y, a veces, se adhieren cuando se agregan a los materiales de prueba.

El problema es que cada una de esas partículas puede estar cumpliendo un papel importante. Si bien una simple estimación del número de partículas está perfectamente bien para algunas aplicaciones industriales, las aplicaciones terapéuticas requieren una medición mucho más robusta. En el caso de las terapias contra el cáncer, por ejemplo, cada partícula, sin importar cuán grande o pequeña sea, puede estar entregando un antídoto necesario. Sin embargo, al igual que con cualquier otro tipo de dosificación, la dosificación de nanopartículas debe ser exacta para que sea segura y eficaz.

Usar el rango de tamaños de partículas para calcular el PNC a menudo será lo más útil en la mayoría de los casos, dijo Petersen. La distribución de tamaño no utiliza una media o un promedio, pero señala la distribución completa de tamaños de partículas para que las fórmulas se puedan usar para descubrir de manera efectiva cuántas partículas hay en una muestra.

Fuente: EJ Petersen, AR Montoro Bustos, B. Toman, M. Johnson, M. Ellefson, GC Caceres, AL Neuer, Q. Chan, J. Kemling, B. Mader, K. Murphy, M. Roesslein. Determinar lo que realmente cuenta: Modelado y medición de concentraciones de número de nanopartículas.

Ciencias Ambientales: Nano. Publicado el 14 de agosto de 2019      https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/EN/C9EN00462A