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Nanobiotecnología: una descripción general

Re su men

La na no bio tec no lo gía re pre sen ta la fa ce ta más in tri gan te que pu do al gu na vez ha ber al can za do en sí la tec no -lo gía al ser vi cio del ser hu ma no. Al to mar ven ta ja de las ca rac te rís ti cas ad qui ri das por los or ga nis mos vi vosen el cur so de su evo lu ción, más las pro pie da des úni cas que los ma te ria les pre sen tan a na noes ca la, es ta nue -va tec no lo gía nos pro me te el de sa rro llo de dis po si ti vos con una com ple ji dad nun ca an tes ima gi na da. Por ejem -plo, bio tec no lo gía de na noes truc tu ras ba sa das en pép ti dos, pro teí nas e in clu so vi rus y bac te rias, to das ellascom bi na das con na noes truc tu ras inor gá ni cas, dan do lu gar a la for ma ción de nue vos ma te ria les bio na no hí bri -dos con vas tas apli ca cio nes en el área de las cien cias de la vi da y de los ma te ria les. En una for ma ge ne ral, lana no bio tec no lo gía abar ca el es tu dio, di se ño y crea ción de lí neas de co ne xión en tre la bio lo gía es truc tu ral y lana no tec no lo gía mo le cu lar, re cal can do que su de sa rro llo no ha bría si do po si ble sin un es fuer zo con jun to y mul -ti di ci pli na rio de to das las áreas de la cien cia. En es ta re vi sión se pre sen ta un fas ci nan te uni ver so de nue vosma te ria les en la es ca la 1x10–09 me tros cu yas apli ca cio nes pue den ha cer nos re fle xio nar ha cia don de se di ri -gen nues tros días fu tu ros. Sin em bar go, da da la vas ta can ti dad de ar tí cu los cien tí fi cos pu bli ca dos en el área, lapre sen te re vi sión so la men te se ha en fo ca do en el uso de na no tu bos de car bo no pa ra el de sa rro llo de na no -bio dis po si ti vos, y se apo ya en apro xi ma da men te un cen te nar de re fe ren cias cien tí fi cas.

Pa la bras cla ve: Bio tec no lo gía, na no ma te ria les, ma te ria les bio hí bri dos, na no tu bos de car bo no.

Abstract

Nano-biotechnology is the most interesting accomplishment of present-day technology at the disposal ofhuman beings. By taking advantage of characteristics acquired by living organisms in the course of evolutionplus the unique properties of materials at nano-scale, this new technology anticipates the development of devi-ces with a complexity never imagined before. For instance, the biotechnology of nano-structures based onpeptides or even on viruses and bacteria, all of them combined in inorganic nano-structures, thereby givingrise to new nano-bio-hybrid materials with ample application in the area of the sciences of life and that ofmaterials themselves. In broad terms, nano-biotechnology includes the study, design and creation of links bet-ween structural biology and molecular nano-technology. Its development was made possible by a joint andmultidisciplinary effort in all scientific fields. This overview describes a fascinating universe at a scale of 1 ?10–09 meter, the application of which should makes us think about where our future lives are heading.Nevertheless, given the enormous amount of scientific papers published on the field, the present overviewfocuses on the use of carbon nano-tubes for the development of nano-biodevices and draws on some hun-dred scientific references

Key words: Biotechnology, nano-materials, biohybrid materials, carbon nano-tubes.

Flavio F. Contreras-Torres* y Elena V. Basiuk

Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico, Universidad Nacional Autónoma de México, Circuito Exterior, Ciudad Universitaria04510, México D.F., México

*Autor para correspondencia: [email protected].

La Granja 9(1): 3-15. 2009.© 2009, Universidad Politécnica Salesiana, Ecuador.

Reseña biliográfica / Review

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An te ce den tes

El de sa rro llo de nue vos ma te ria les no ha es ta dosiem pre en co mu nión con las po lí ti cas eco ló gi cas oen afi ni dad con las me di das de sa lu bri dad y de sub sis -ten cia co mo pre ten de aho ra es tar la na no tec no lo gía.En una era don de la se gu ri dad eco nó mi ca, am bien taly so cial es cru cial pa ra un prós pe ro de sa rro llo, es tatec no lo gía, ge ne ral men te de fi ni da co mo el con trolso bre los ma te ria les (léa se tam bién áto mos y mo lé -cu las) en una for ma pre ci sa en la es ca la de 1–100 nm,apa re ce co mo el pun tal aso cia do con di cho cre ci -mien to.

Sien do de re co no ci mien to ge ne ral que el pri mergran im pac to de una nue va tec no lo gía ra di ca rá siem -pre en el as pec to eco nó mi co, y por ello con se cuen -te men te des pla za rá a las so cie da des ha cia un de sa -rro llo di fe ren te, es ne ce sa rio te ner des de aho ra unacom pren sión mí ni ma de lo que es y pre ten de ha cerla na no tec no lo gía en los años si guien tes. Se gún el cri -te rio per so nal de va rios ex per tos, la na no tec no lo gíatie ne la ca pa ci dad de cam biar al mun do, co mo eco nó -mi ca men te ya ha em pe za do ha cer lo. Por ejem plo, deacuer do a fuen tes in dus tria les (Mas hel kar, 2006) fuees ti ma do que pa ra el año 2008 ha brían si do em plea -dos al re de dor de USD 3.210 mi llo nes en gas tos dein ves ti ga ción y de sa rro llo en na no cien cias y cu yo li -de raz go, bá si ca men te, es ta ría a car go de EE.UU.(65%), se gui do por la Unión Eu ro pea (20%) y el Ja pón(10%). Ade más, de acuer do a es ti ma dos del US Na -tio nal Scien ce Foun da tion (Na no bu si ness Allian ce,2001) se pro nos ti ca que pa ra el año 2015 el mer ca -do de pro duc tos a na no es ca la al can za rá la ci fra re -cord de USD 1 tri llion per an num. Ba jo es te con tex -to y ci fras en la ma no, no es po si ble de jar de pen saren cuá les cam bios ve ni de ros so bre nues tras for masde vi da y co rrien tes del pen sa mien to posmo der noha brán de su ce der. Ac tual men te ya exis ten co yun tu -ras des de el cam po le gal has ta el fi lo só fi co so bre elde sa rro llo, uso, pro duc ción y ma ni pu la ción de na no -ma te ria les, y dón de son muy dis cu ti das las eva lua cio -nes de to xi ci dad de los na no ma te ria les (Hus sain & Te -rro nes, 2009). Un ejem plo es pe cial es el de ba te mé -di co-psí qui co-le gal ge ne ra do por las in ves ti ga cio nesen neu ro na no cien cias don de ha que da do plan tea doel pro ble ma acerca de si el tra ta mien to con na no me -di ci na po dría o no afec tar a nues tro sen ti do co mún,en el sen ti do de dar atri bu cio nes di fe ren tes a los es -ta dos men ta les, co mo la res pon sa bi li dad, in clu yen dola res pon sa bi li dad cri mi nal (Sif ferd, 2008).

Por otro la do, los tér mi nos na no bio tec no lo gía ybio na no tec no lo gía, usa dos in ter cam bia ble men te, sonel con jun to de las he rra mien tas y pro ce sos em plea -

dos en la na no /mi cro fa bri ca ción de nue vos dis po si ti -vos pa ra es tu diar y ma ni pu lar bio sis te mas. He re de rade la tec no lo gía del ma ne jo del ADN re com bi nan te,hoy en día la na no bio tec no lo gía es una dis ci pli na enfran co de sa rro llo, y se di ce que cons ti tu ye un cam poemer gen te da da la ne ce si dad de su pe rar no so la men -te los re tos bio tec no ló gi cos ac tua les, si no tam bién lasba rre ras co yun tu ra les que man tie nen –por muy po cotiem po más– se pa ra das a las di ver sas dis ci pli nas cien -tí fi cas. Po si ble men te, en un fu tu ro cer ca no, la in ves ti -ga ción trans dis ci pli na ria sea la que con duz ca el de sa -rro llo de nue vas na no bioes truc tu ras mo le cu la resmis mas que en for ma de pro duc tos fi na les de con su -mo po drán be ne fi ciar a las pró xi mas ge ne ra cio nescon na no tec no lo gía en sen so res quí mi cos (Sun,2007), bio sen so res (Te les, 2008), trans por ta do resmo le cu la res de fár ma cos (Lan ger, 2004; Beaux II,2008; Di nu, 2009), te ji dos ar ti fi cia les (Moo ney, 1999)y neu ro na no pro tec to res ce re bra les (Li na za so ro,2008).

Sien do la com pa ti bi li dad en tre ma te ria les a di -ver sas es ca las el pun to cla ve den tro del pro ce so de lana no ma nu fac tu ra, el di se ño a es tas di men sio nes re -quie re de una tec no lo gía al ta men te ver sá til que sepue da aco mo dar al am plio ran go de las pro pie da des,sean es tas quí mi cas o fí si cas. Los es tu dios cien tí fi cosmás ac tua les (Mi tra go tri, 2009) re ve lan que en la mis -ma for ma co mo las pro pie da des quí mi cas (e.g. re co -no ci mien to mo le cu lar) tra ba jan en be ne fi cio del di se -ño de nue vos ma te ria les, tam bién los atri bu tos fí si cos(e.g, ta ma ño, for ma y pro pie da des me cá ni cas) de benser ex plo ta dos con el fin de es ta ble cer ba ses más só -li das al mo men to de con cep tua li zar el di se ño de bio -na no ma te ria les.

Los pri me ros be ne fi cios de di chas es tra te gias yason ob ser va bles. Por ejem plo, una com bi na ción defor ma, ta ma ño y quí mi ca de su per fi cies ha si do usa dapa ra fo ca li zar par tí cu las al en do te lium vas cu lar co mouna apli ca ción al su mi nis tro de fár ma cos (Mu ro,2008). De igual ma ne ra, una com bi na ción de for ma yfle xi bi li dad me cá ni ca ha si do usa da pa ra fo ca li zar másefi cien te men te fár ma cos en tu mo res (Gen, 2007). Enes te úl ti mo ca so, la fle xi bi li dad me cá ni ca de las na no -par tí cu las les per mi te man te ner se den tro de la cir cu -la ción san guí nea por mu cho más tiem po. Tal ex traor -di na ria co rre la ción, no obs tan te, es so la men te con sis -ten te con la no ción que el re co no ci mien to mo le cu larfor ma la ba se de mu chas fun cio nes bio ló gi cas (Grif -fith, 2006), es de cir, que la geo me tría lo cal del mi -croam bien te tam bién es un fac tor pre pon de ran teque in flu ye so bre el di se ño y con trol de los nue vosma te ria les, tal co mo ha si do es tu dia do en la in ge nie -ría de te ji dos a tra vés de la muer te ce lu lar (Chen,

4 Contreras-Torres y Basiuk


1997). Es tos pri me ros ejem plos en na no tec no lo gíano so la men te es tán in ten cio na dos con pro mo vernue vas ini cia ti vas de de sa rro llo en el sec tor de la sa -lud, si no en los sec to res agrí co la y ener gé ti co. Porejem plo, se des ta ca el re cien te uso de la na no sí li caamor fa co mo un bio pes ti ci da de al to im pac to (Ba rik,2008) y el em pleo de na no tu bos de car bo no pa ra elal ma ce na mien to de com bus ti bles eco ló gi cos (Kong,2001). Ba jo es te con tex to, la na no tec no lo gía es unaam plia área in ter dis ci pli na ria que com pro me te la in -ves ti ga ción en cua tro áreas es pe cí fi cas: 1) na no me di -ci na, 2) na no fa bri ca ción, 3) na no me tro lo gía y 4) na no -ma te ria les.

En ma te ria de de sa rro llo, la his to ria de la na no -tec no lo gía pue de ser com pren di da des de dos po si -cio nes, las que es tán re la cio na das ya sea con el di se -ño ar ti fi cial de nue vos ma te ria les inor gá ni cos (i.e.,edad pos in dus trial) o con los pro ce sos na tu ra les ac -ci den ta les ocu rren tes en los com pues tos or gá ni cosco mo las pro teí nas y el ADN (i.e., ori gen de la vi da).Sin em bar go, da da la no ta ble re pu ta ción del cien tí fi coRi chard Fey mann, quien es tu vo de di ca do a ela bo rarteo rías, prin ci pal men te apli ca bles den tro de las in ge -nie rías eléc tri ca, me cá ni ca y de ma te ria les, exis te laten den cia ge ne ral de creer que los ini cios na no tec no -ló gi cos se re mon tan al di se ño de na no ma te ria lesinor gá ni cos (e.g. na no tran sis to res). En con tra po si -ción, la in ge nie ría im plí ci ta men te apli ca da por las pro -teí nas ha bría de re pre sen tar pa ra Erick Drex ler(1986) co mo el ejem plo más cla ro don de una ge ne -ra ción de na no má qui nas tra ba ja a fa vor de un pro ce -so. A fin de pro du cir nue vas ge ne ra cio nes en na no má -qui nas, el crea dor del tér mi no Na no tec no lo gía Mo le -cu lar (MNT, por sus si glas en in glés), pos tu ló que lasba ses in ge nie ri les del au toen sam bla je mo le cu lar po -drían ser em plea das en el de sa rro llo de nue vos ma -te ria les bio hí bri dos, mis mos que tra ba ja rían en igualfor ma co mo lo ha cen las pro teí nas, pe ro que se ríanmás in te li gen tes da da su cons truc ción “áto mo poráto mo” (Drex ler, 1991).

La ló gi ca de Drex ler, ba sa da en una re mem bran -za con los pro ce sos na tu ra les, dio lu gar a la pos tu la -ción de la Teo ría del Grey Goo (ver Joy, 2000), un hi po -té ti co es ce na rio del fin del mun do ba sa do en MNT.Hoy en día, las vi sio nes más prag má ti cas con si de ran ala se gun da dé ca da del pre sen te si glo co mo el to pe entiem po má xi mo pa ra de sa rro llar las téc ni cas que lo -gren mi me ti zar a los pro ce sos bio ló gi cos. Una po si -ble ca len da ri za ción en el de sa rro llo de pro to ti pos co -mer cial men te via bles es la si guien te: pri me ra ge ne ra -ción o na noes tru cu tras pa si vas (e.g., na no par tí cu las)has ta el año 2004; se gun da ge ne ra ción o na noes tru -cu ras ac ti vas (e.g., na no tran sis to res) has ta el año

2009; ter ce ra ge ne ra ción o na no sis te mas tri di men -sio na les (e.g., na no com pues tos he te ro gé neos) has tael año 2014; y cuar ta ge ne ra ción o na no sis te mas mo -le cu la res in te li gen tes ca pa ces de au to en sam blar se(ca. año 2025).

En tre los ar tí cu los ac tual men te fa bri ca dos conma te ria les na noes truc tu ra dos de pri me ra ge ne ra ciónque ya se en cuen tran pre sen tes en el mer ca do semen cio nan: par tes pa ra bo las de te nis, golf o bo li che,neu má ti cos de al to ren di mien to, te las an ti man chas,fil tros /mem bra nas pa ra agua, cos mé ti cos, en tre otros.Ade más, pro duc tos de ri va dos pa ra la in dus tria mi li tar,no co no ci dos da da su na tu ra le za con fi den cial, y pro -duc tos de uso ci vil em plea dos en ta reas es pe cí fi casco mo la in ves ti ga ción, que re pre sen tan en su con jun -to a un sec tor so cial de di ca do al de sa rro llo na no tec -no ló gi co. Ba jo es te con tex to po bla cio nal (i.e., so cie -da des ci vil, mi li tar y cien tí fi ca) el co mer cio de los na -no ma te ria les, po co a po co, lle ga rá a in vo lu crar algrue so to tal de la po bla ción mun dial, és tos no so la -men te co mo con su mi do res fi na les, si no tam bién co -mo em plea dos ma nu fac tu re ros. De ahí que el te made la bio com pa ti bi li dad de los na no ma te ria les, ac tual -men te en fa se de es tu dio, re pre sen ta uno de los tó -pi cos más con tro ver sia les al ha blar de na no bio tec no -lo gía. Y es que des pués de ca si dos dé ca das de ha bersi do des cu bier to uno de los prin ci pa les na no com -pues tos, co mo lo es el fu le re no C60 (Kro to, 1985),aún se des co no ce su ver da de ra in ci den cia en la sa ludhu ma na.

En tre los ries gos e im pli ca cio nes del uso y ma ni -pu la ción de ar tí cu los ma nu fac tu ra dos a partir de na -no ma te ria les se des ta can: 1) que la pro me sa de re du -cir cos tos por ener gía no ne ce sa ria men te se cum pli -ría si se to ma en cuen ta tan to a los cos tos de pro -duc ción co mo a los de in ves ti ga ción, uso y de se cho;2) que la ma ni pu la ción de es tos ar te fac tos no so la -men te po dría com pro me ter a la ge né ti ca del ser hu -ma no, si no tam bién a la de vi rus y bac te rias con con -se cuen cias im pre de ci bles; 3) que de cum plir se to daslas ex pec ta ti vas es pe ra das en di chos ma te ria les és tasno ne ce sa ria men te se vin cu la rían con los es tra tos so -cia les ba jos; 4) que las ope ra cio nes con di chos ma te -ria les en el cam po mi li tar po drían vio len tar los de re -chos ci vi les al trans for mar la na tu ra le za de las gue -rras; 5) que el ac tual avan ce de la bio na no tec no lo gíapo dría re sul tar den tro de un me dia no a lar go pla zosen una trans for ma ción to tal de la so cie dad ac tual(Del ga do, 2008). Mien tras que, por una par te, la Ad -mi nis tra ción Fe de ral de Ali men tos y Fár ma cos de Es -ta dos Uni dos (FDA, por sus si glas en in glés) no ha ad -ver ti do aún la ne ce si dad ar gu men tan do que to da víano exis te evi den cia cien tí fi ca que así lo de mues tre de

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im ple men tar nor ma ti vas tan sim ples co mo el eti que -tar con anun cios es pe cia les tan to a los me di ca men tosco mo a los cos mé ti cos u otros pro duc tos de uso hu -ma no o ani mal ela bo ra dos basados en na no ma te ria -les (Es chen bach, 2007), por otro la do nu me ro sas in -ves ti ga cio nes si guen en fo ca das por co no cer la con -duc ta de los na no ma te ria les al con tac to con los sis -te mas bio ló gi cos (Hus sein, 2009). En és ta, tan to lasre fle xio nes éti cas co mo las mo ra les so bre el uso y lapro duc ción de los na no ma te ria les pue den ver se fá cil -men te em pa ña das con tin tes opues tos, en ten di do co -mo el uso pro bien (o pro mal) de di chos ma te ria les.

En es te pun to, es di fí cil de jar de la do la sig ni fi can -cia que tu vie ron los de ba tes en bio tec no lo gía y bioé -ti ca pa ra en ten der la de man da por la na noé ti ca. EnEu ro pa Oc ci den tal, por ejem plo, el te ma de la bio tec -no lo gía agrí co la re sul tó ser un ca pí tu lo tan con tro -ver sial que fue dis cu ti do des de pun tos de vis ta ex tre -ma da men te su ti les co mo las afir ma cio nes en los dossen ti dos si guien tes: 1) la au sen cia de evi den cia deries go, y 2) la evi den cia de au sen cia de ries go. Da doque am bos sen ti dos go zan de una ver dad (aun que seapar cial), el pun to cla ve del de sa rro llo na no tec no ló gi -co de un “X” to da vía no exis ten te de be ría es tar en -fo ca do ha cia el sus cri to éti co, des de sus pri me ras eta -pas (Strand & Ny dal, 2008).

Microscopía de fuer za ató mi ca:los ojos de un mun do na no mé tri co

Des de su in ven ción en 1986 (Bin nig, 1986), el mi cros -co pio de fuer za ató mi ca (AFM, por sus si glas en in -glés) se ha con ver ti do en la he rra mien ta más im por -tan te pa ra el es tu dio a ni vel ató mi co de una am pliava rie dad de su per fi cies o pa ra la in ves ti ga ción de laspro pie da des me cá ni cas (e.g., fric ción y ri gi dez), pro -pie da des eléc tri cas (e.g., po ten cial su per fi cial, po la ri -za ción eléc tri ca, car ga en la su per fi cie), pro pie da deselec tro me cá ni cas (e.g., pie zoe lec tri ci dad) y pro pie da -des mag né ti cas re la cio na das. Aun que la microscopíapor AFM es una téc ni ca más en tre la gran fa mi lia demicroscopías de ba rri do por son da, y en tre las cua lesse en cuen tra la microscopía de tu ne la je (Bin ning,1982), su ca pa ci dad pa ra es tu diar no so la men te su -per fi cies inor gá ni cas, si no tam bién mo lé cu las or gá ni -cas (in clu yen do ADN y cé lu las) ad he ri das a las su per -fi cies ha pro pi cia do que la co mu ni dad cien tí fi ca lla mea es ta téc ni ca co mo el ojo de la na no tec no lo gía. De bi -do a la ex ten sa bi blio gra fía en fo ca da en la ex pli ca ciónde los fun da men tos fí si cos del AFM, es ta re vi sión nopre ten de vol ver a men cio nar las (el lec tor no obs tan -te pue de re fe rir se a Rals ton, 2005). En su lu gar, nom -

bra mos bre ve men te aque llos prin ci pios bá si cos, fí si -cos e ins tru men ta les, que per mi ten com pren der deuna for ma su cin ta cual quier ex pe ri men to re la cio na docon es ta téc ni ca.

En pri mer lu gar, la ins tru men ta ción de un mi -cros co pio de AFM es tá com pues ta por un pie zoe léc -tri co, el cual bá si ca men te es una ce rá mi ca que se ex -pan de y con trae al es tar ex pues to a un vol ta je. Di chaex pan sión (o con trac ción) es tá en el or den de los na -nó me tros (nm) y se di ri ge so bre un eje z. So bre elpie zo se mon ta una son da rec tan gu lar que en su ex -tre mo sa lien te tie ne de po si ta do cú mu los de áto mosde si li cio (Si) o, en su ca so, de ni tru ro de si li cio(Si3N4) en una for ma pi ra mi dal (Fi gu ra 1). Los áto -mos de la pun ta in te rac tua rán con los áto mos pre -sen tes en la su per fi cie a tra vés de fuer zas (i.e., atrac -cio nes y/o re pul sio nes de sus res pec ti vas nu bes elec -tró ni cas) las que pro vo ca rán una de fle xión de la son -da. Por lo an te rior, la sen si bi li dad de la son da de AFM,co no ci da tam bién co mo la cons tan te (k) de re sor tedel ma te rial, es un fac tor muy im por tan te pa ra de ter -mi nar las pro pie da des de las mues tras en es tu dio; sures pues ta al con tac to con una de ter mi na da su per fi ciees un re fle jo di rec to de las in te rac cio nes in tra o in -ter mo le cu la res pre sen tes.

El es ca nea do (ba rri do) del ma te rial se de sa rro llapor ser vo mo to res que se en car gan de ex po ner lason da de AFM al con tac to con una se rie de fi ni da depun tos (x,y) de la su per fi cie. La se lec ción co rrec ta deuna son da de AFM es ex tre ma da men te im por tan tepa ra ob te ner re sul ta dos que re fle jen una al ta ca li daden la se ñal ob te ni da (i.e., imá ge nes to po grá fi cas cla -ras). Ca da son da de AFM tie ne su fre cuen cia de re so -nan cia ca rac te rís ti ca (en tre 100 y 500 kHz) mis maque es de ter mi na da in si tu una vez mon ta da la son daso bre el pie zo.

Fi gu ra 1. Son da de AFM em plea da pa ra el ba rri do de una su -per fi cie. Fuen te: Agi lent Tech no lo gies.



La se ñal prin ci pal de una me di ción por AFM, quepue de ser una ima gen to po grá fi ca, una de fa se, o unade am pli tud, en tre las más im por tan tes, es cons trui daco mo un ten sor de se gun do ran go da do al aco pla -mien to en tre los vec to res de la se ñal de ex ci ta ción(fuer zas; me di da en z) y la se ñal de res pues ta (des pla -za mien to; me di da por los pun tos x, y). Ca be acla rarque el or den de las fuer zas me di das es apro xi ma da -men te del or den de pi co New tons (pN). Fi nal men te,la de pen den cia en tre la mag ni tud de di chas fuer zascon res pec to a la dis tan cia de la son da a la mues trada lu gar a tres re gí me nes de tra ba jo: no con tac to,con tac to y con tac to in ter mi ten te (Fi gu ra 2). Una tí pi -ca fuer za pre sen te en cual quier me di ción es la fuer zade ca pi la ri dad ( que ac túa en el mo do de con tac to);por otra par te, las fuer zas de van der Waals (vdW)apa re cen por la in te rac ción a gran des dis tan cias en -tre el sus tra to y la son da de me di ción (pre sen tes enel mo do de con tac to in ter mi ten te). Otras fuer zaspre sen tes son la fuer za elec tros tá ti ca y la mag né ti ca(pre sen tes en el mo do de no con tac to). Nor mal men -te, la microscopía de fuer zas en mues tras bio ló gi casse rea li za en el mo do de con tac to in ter mi ten te (Du -lins ka, 2006; Kien ber ger, 2006) es to, en tre otras ra zo -nes, de bi do a la ne ce si dad de re du cir al má xi mo po -si ble un da ño pre ma tu ro a la mem bra na de la mues -tra e.g. vi rus (Ross, 2009).

Na no com pues tos de car bo no enapli ca cio nes bio tec no ló gi cas

Ba sa dos en sus ex clu si vas pro pie da des fo to fí si cas yelec tró quí mi cas, las na noes truc tu ras inor gá ni cas másim por tan tes son los fu le re nos y los na no tu bos decar bo no. Di chos na no ma te ria les de car bo no ac tual -men te son am plia men te em plea dos en el de sa rro llode nue vas ar qui tec tu ras bio hí bri das bi y tri di men sio -na les con po si bles fu tu ros usos en bio tec no lo gía mé -di ca. La pre sen te re vi sión se ha en fo ca do so la men teal uso de na no tu bos de car bo no y sus apli ca cio nesbio tec no ló gi cas (Ha rut yun yan, 2002) con un es pe cialin te rés en el de sa rro llo de bio sen so res.

Los na no tu bos de car bo no (CNTs, por sus si glasen in glés) pue den ser vi sua li za dos co mo una ho ja degra fi to en ro lla da con una he li ci dad par ti cu lar, que pue -de ser ex pre sa da teó ri ca men te a tra vés de un vec torqui ral Rnm (Fi gu ra 3). De pen dien do del gi ro del vec torRnm = n·a1 + m·a2, los na no tu bos pue den te ner lasorien ta cio nes arm chair (n = m) y zig zag (m = 0). Sinem bar go, tam bién se pue den pre sen tar un vas to nú -me ro de orien ta cio nes me dias lla ma das qui ra les (n ≠m). Así, el com por ta mien to me tá li co o se mi con duc torde los CNTs es in fe ri do por el ca rác ter he li co li dal delos tu bos. Por ejem plo, si un na no tu bo pre sen ta un gi -ro n – m = ?3? (i.e., mó du lo tres) se con si de ra que esme tá li co, de otra for ma se rá se mi con duc tor. El diá me -

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Fi gu ra 3. Na no tu bos de car bo no: (a) des crip ción de su qui ra -li dad por me dio del vec tor Rnm a tra vés del en ro lla mien tode una ho ja de gra fe no (b) na no tu bo arm chair; y (c) na no tu -bo qui ral. Fuente Flavio Contreras-Torres

Fi gu ra 2. Cur va tí pi ca de fuer zas vs. dis tan cia don de se in di calos tres re gí me nes de tra ba jo en AFM (con tac to, con tac to in -ter mi ten te y no con tac to). Fuente Flavio Contreras-Torres


tro de un CNT no es cons tan te y de pen de bá si ca -men te si se co rres pon de a un so lo tu bo (Sin gle-wa lledcar bon na no tu be, SWCNT) o a un aglo me ra do con -cén tri co de tu bos (Mul ti-wa lled car bon na no tu bes,MWCNT). Los na no tu bos de ca pa sim ple, SWCNT(CNTs pa ra acor tar), pue den apro xi ma da men te va -riar en tre los 0,2 – 2 nm y sus lon gi tu des pue den lle -gar has ta los cen tí me tros. Es ne ce sa rio re cor dar queno exis te un des cu bri dor for mal de es tos na no com -pues tos de car bo no (Mont hioux, 2006) pe ro se leatri bu ye el re co no ci mien to al profesor Su mio Iji ma(Iji ma, 1991) por ser la pri me ra per so na en ha ber losre por ta do co mo ta les y, so bre to do, por ha ber losbau ti zado los con un nom bre muy ca rac te rís ti co.

En es ta for ma el aco pla mien to en tre na no ma te -ria les (e.g., na no tu bos de car bo no, fu le re nos, na no -par tí cu las me tá li cas) con bio ma te ria les (e.g., pro teí -na s/en zi mas, an tí ge no s/an ti cuer pos o ADN) pro veede nue vas ru tas pa ra for mar na no ma te ria les bio hí bri -dos que po drán com bi nar las pro pie da des fí si cas delos na no ma te ria les (e.g., con duc ti vi dad o se mi con -duc ti vad de los CNTs) con las pro pie da des bio quí mi -cas de los bio ma te ria les (e.g., re co no ci mien to o pro -pie da des ca ta lí ti cas). Se mues tra (Fi gu ra 4) una re pre -sen ta ción con cep tual (Katz, 2004) so bre la ge ne ra -

ción de na no bio ma te ria les y sus prin ci pa les apli ca cio -nes co mo sen so res, cir cui tos y fi nal men te ele men toselec tró ni cos y op toe lec tró ni cos.

3.1 In mu no sen so resLos re cien tes de sa rro llos en na no tec no lo gía han alla -na do el ca mi no pa ra un gran nú me ro de nue vos ma -te ria les y dis po si ti vos con pro pie da des úni cas, mu -chos de los cua les se es pe ra lo gren al can zar fun cio -nes úti les en el cam po de la bio tec no lo gía. En tér mi -nos ge ne ra les los sen so res pue den ser cla si fi ca dos ensen so res quí mi cos y bio sen so res, di fe ren cián do sepor el mé to do elec tro quí mi co em plea do pa ra el pro -ce so, Ba la su bra ma nian (2006), Ves ter gaard (2007) yYo ges wa ran (2008). La se lec ción y de sa rro llo de unMa te rial de De tec ción Ac ti vo (MDA) es una área enfran co de sa rro llo, aun que su ba se con sis te siem preen ac tuar co mo un ca ta li za dor pa ra la oxi da ción o re -duc ción de un ana li to par ti cu lar.

En par ti cu lar, los In mu no sen so res (IS), un ti po es -pe cial de bio sen so res, pue den ser de fi ni dos co mo ar -te fac tos ana lí ti cos com pac tos cons ti tui dos por an ti -cuer pos o an tí ge nos (o sus frag men tos) in te gra dos aun trans duc tor fi si co quí mi co (Vee til, 2007). La im por -tan cia de los in mu no sen so res, en me di ci na por ejem -plo, ra di ca en el he cho de que ge ne ran una se ñal se -lec ti va y es pe cí fi ca da da una reac ción par ti cu lar de unan tí ge no o an ti cuer po em plea do con ter ce ras sus tan -cias. A partir de es ta par ti cu la ri dad se pue den con si -de rar a los IS co mo de tec to res de even tos mo le cu la -res es pe cí fi cos; así, sus cos tos de pro duc ción pue denlle gar a ser de ma sia do al tos da da la ba ja sen si bi li dadque en mu chos ca sos pre sen tan. Am pli fi car la se ñal delos IS re pre sen ta hoy en día un área de es tu dio y de -sa rro llo muy im por tan te. Pa ra una re vi sión com ple taso bre el de sa rro llo de IS se pue de con sul tar el tra ba -jo de Mor gan (2006).

Uno de los mé to dos más im por tan tes pa ra me -jo rar la sen si bi li dad de los IS ha si do re por ta do me -dian te la in cor po ra ción de na no tu bos de car bo noden tro de su ma triz (Tang, 2004; Li, 2005). Las pro pie -da des de los CNTs les per mi ten in te rac tuar con al -gu nos com pues tos aro má ti cos or gá ni cos a tra vés dein te rac cio nes elec tró ni cas ti po π - π y en al gu nos ca -sos tam bién por in te rac cio nes hi dro fó bi cas (ver e.g.,Li, 2004; Liang, 2007; Star, 2003; Zhang, 2003). En trelos MDA em plea dos en con jun to con CNTs se nom -bran a po li (ro jo neu ral), Na fion, na no par tí cu las me -tá li cas, ci to cro mo c (cyt c), hi dro xi pro pil-β-ci clo dex -tri na, en tre otros. Por ejem plo, los com pues tos en treCNT y po li (ro jo neu ral) han si do em plea dos co mosen so res de NADH, neu ro trans mi so res, o (-)-epi ga -

Fi gu ra 4. Re pre sen ta ción con cep tual so bre la ge ne ra ción desis te mas na no bio hí bri dos y sus di fe ren tes fun cio nes na no -bio tec no ló gi cas que pue den al can zar. (Adap ta do al es pa ñol -—sin per mi so —des de Katz, 2004. © 2004 Wi lley-VCH Ver -lag GmbH & Co. KGaA, Wein heim).



lo ca te qui na ga la to (Yo ges wa ran & Chen, 2007; Yo ges -wa ran, 2007; Zhou, 2005). Si mi lar men te, com pues tosfor ma dos en tre CNTs y cyt c han si do em plea dos pa -ra la de tec ción de áci do as cór bi co y L-cis tei na (Shie,2008). Fi nal men te, los res tan tes MDA men cio na doshan si do em plea dos con CNTs pa ra la de tec ción si -mul tá nea de neu ro trans mi so res con áci dos as cór bi coy úri co (Yo ges wa ran, 2007b; Yo ges wa ran, 2007c; Yo -ges wa ran & Chen 2008b).

Ca be acla rar el he cho que los CNTs por sí so losson in ca pa ces de re co no cer es pe cí fi ca men te a bio -mo lé cu las, en su lu gar es ne ce sa rio do tar les pri me ra -men te de fun cio na li da des que les per mi tan ad qui rirun re co no ci mien to mo le cu lar es pe cí fi co al emi tir unase ñal de trans duc ción; es tas me to do lo gías se co no -cen co mo fun cio na li za ción quí mi ca.

En tér mi nos ge ne ra les, la fun cio na li za ción quí mi -ca (co no ci da en sus pri me ros ini cios tam bién co mode ri va ti za ción) de los CNTs pue de rea li zar se por lasvías co va len te y no co va len te, aun que pa ra am bas víasla idea bá si ca es in mo vi li zar bio mo lé cu las sean es tasnu cleó ti dos (Con tre ras-To rres, 2008; Con tre ras-To -rres, 2008b), pro teí nas (Da vis, 1998), pép ti dos, en zi -mas, an ti cuer pos o an tí ge nos (Kam, 2005). Las bio mo -lé cu las nor mal men te per ma ne ce rán ad he ri das ya seaa los ex tre mos de los tu bos (pun tas) o a sus pa re desex ter nas; exis te una am plia ac ti vi dad de in ves ti ga ciónen fo ca da por co no cer la reac ti vi dad en las pa re des

in ter nas de los CNTs. Mu chas ve ces el prin ci pal ob -je ti vo de es tas fun cio na li za cio nes es lo grar me jo rar laso lu bi li dad de los CNTs, de ahí que es ne ce sa rio re -co no cer el ob je ti vo prin ci pal de la de ri va ti za ción.

Por ejem plo, el mé to do oxi da ti vo con HNO3 yH2SO4 es re co no ci do por que per mi te in cor po raruna se rie ex pe ri men tal men te in de fi ni da de gru posoxi da dos (e.g. –COOH, –OH ó C=O) en sus pun tasy/o cuer po con lo cual se pue de me jo rar su po bre hi -dro fi li ci dad. Adi cio nal men te, es te tra ta mien to oxi da ti -vo tam bién con lle va a que los na no tu bos se acor teny, por lo tan to, a que se re duz ca su re la ción diá me tro-lon gi tud muy de sea da pa ra otros fi nes. El pa so sub se -cuen te a la in cor po ra ción de gru pos oxi da dos en losna no tu bos con lle va a una se rie de reac cio nes de ami -da ción y es te ri fi ca ción (Con tre ras-To rres & Ba siuk,2007). Teó ri ca men te ha si do de mos tra do (Con tre ras-To rres & Ba siuk, 2008c) que es ta reac ción per mi ti ríapo der ex pe ri men tal men te se pa rar a los na no tu bosme tá li cos (e.g., arm chair) de los se mi con duc to res de -bi do a la di fe ren cia cal cu la da pa ra las ener gías de ac -ti va ción y ener gías li bres de ri va das pa ra ca da reac -ción. Los gru pos car bo xí li cos en los CNTs oxi da dostam bién pue den ser con ver ti dos en és te res ac ti vosde car bo dii mi da al tra tar los con N,N´-di ci clo he xil car -bo dii mi da en me dios or gá ni cos (Goo ding, 2003).

A fin de con ser var las pro pie da des elec tró ni casde los CNTs la fun cio na li za ción no co va len te es pre -

La Granja 9

Fi gu ra 5. Re pre sen ta ción grá fi ca de una in te rac ción no co va len te en tre una frag men to de ADN y un mo de lo de CNT de fec -tuo so por he te rou nio nes. Ob sér ve se co mo los ex tre mos de la bio mo lé cu la se orien tan pre fe ren te men te a los de fec tos delna no tu bo (e.g., pun tas oxi da das y he te rou nio nes). Fuen te: Fla vio F. Con tre ras-To rres.


fe ri da so bre la co va len te, es to de bi do a que la adi ciónno co va len te de ter ce ras mo lé cu las pre ser va lo cal -men te la par cial hi bri da ción sp2 del cuer po del na no -tu bo. En tre las apro xi ma cio nes no co va len tes más co -mu nes se des ta ca el tra ta mien to con de ter gen tes osur fac tan tes, co mo por ejem plo, do de cil sul fa to deso dio o Tri ton-X 100 (Moo re, 2003). Por ejem plo, deacuer do a Pan huis et al. (Pan huis, 2003) el com ple joTri ton-X 100 tra ta do con CNTs in te rac tuó efi caz -men te con la su per fi cie hi dro fí li ca de una en zi ma.

Por otra par te, uno de los mé to dos al ta men tepre fe ri dos en el de sa rro llo de in mu no sen so res es laadi ción de mo lé cu las bi fun cio na les co mo el és ter deláci do suc ci ni mi dil 1-pi re ne bu ta noi co o el com ple joTween 20 (Chen, 2001). Di cho és ter pue de ad sor ber -se irre ver si ble men te en me dio or gá ni cos (e.g., me ta -nol) a la su per fi cie hi dro fó bi ca del na no tu bo por me -dio de in te rac cio nes del ti po π. El res to del és terreac cio na con las ami nas pri ma rias o se cun da rias queexis ten en la su per fi cie de los an ti cuer pos por me diode sus ti tu cio nes nu cleo fí li cas. Otras mo lé cu las quepue den dis per sar a los CNTs en agua por me dio dein te rac cio nes no co va len tes son la ami la sa (Kim,2003), go ma ará bi ca (Band yo padh ya ya, 2002), ci clodex tri nas (Chen, 2001; Dod ziuk, 2003), Na fion(Wang, 2003), en tre otras. Fi nal men te, una vez con se -gui da la so lu bi li za ción de los CNTs es ne ce sa rio di se -ñar es tra te gias pa ra in cor po rar fun cio nes de re co no -ci mien to mo le cu lar es pe cí fi co so bre es tos na noa gre -ga dos; la for ma más fá cil y via ble pa ra re co no cer mo -lé cu las es pe cí fi cas es me dian te la ad sor ción de un an -tí ge no o una en zi ma so bre el cuer po del CNTs.

Un es que ma sim ple pa ra rea li zar un en la za mien -to no es pe cí fi co so bre el cuer po de un CNT es me -dian te el em pleo de pro teí nas y ADN (Fi gu ra 5). Es tain te rac ción ocu rre pre fe ren cial men te por la vía noco va len te y ha si do es pe cial men te ob ser va da con na -no tu bos oxi da dos (Kam, 2005). Ade más, de bi do a quela ad sor ción no co va len te de an ti cuer pos so bre la su -per fi cie de los CNTs ca re ce de un pre vio tra ta mien -to quí mi co ri gu ro so, co mo los rea li za dos por fun cio -na li za cio nes co va len tes, la po si bi li dad de pér di da deha bi li dad por cap tu rar al an tí ge no es pe que ña; porejem plo, es trep ta vi din, pro teí na A, al bú mi na de sue robo vi no y cyt c fue ron ad sor bi dos es pon tá nea men te aCNTs oxi da dos aun que no pre sen ta ron un pa trónes pe cí fi co de en la za mien to. Las pro teí nas en ton cesfue ron fá cil men te trans por ta das por los CNTs al in -te rior de va rias cé lu las de ma mí fe ros vía la ru ta deen do ci to sis. Una vez in gre sa do en el ci to plas ma elcom ple jo pro teí na-CNT de sa rro lló sus fun cio nesbio ló gi cas, lo úl ti mo evi den cia do por la in duc ción deapop to sis por el trans por te de cyt c.

Di fe ren tes en sa yos de in mu ne de tec ción cuan ti ta -ti vos tam bién han si do lle va dos a ca bo. Por ejem plo, unmé to do pa ra de tec tar la can ti dad de an ti cuer pos ad -sor bi dos por CNTs ha si do de sa rro lla do por O’Con -nor y co la bo ra do res (O’Con nor, 2004). El mé to docon sis te en in cu bar a pH fi sio ló gi co y por 3 ho ras unan ti cuer po (e.g., an ti bio ti na) jun to con CNTs de po si -ta dos pre via men te so bre gra fi to. Así se lo gró cuan ti fi -car que por ca da 1 ml de so lu ción de an ti cuer po se sa -tu ran 0,5 mg CNTs. Por otra par te, dos me ca nis mosde trans duc ción di fe ren tes fue ron en sa ya dos porChen (Chen, 2001) con el fin de me dir la sen si bi li dadde la de tec ción de an ti cuer pos. Uno de ellos con sis tióen for mar una pe lí cu la ul tra del ga da de CNTs so breuna su per fi cie de un cris tal de cuar zo y los cam bios enma sa fue ron me di dos por mi cro ba lan za igual men tede cuar zo. El se gun do in vo lu cró el de sa rro llo de untran sis tor for ma do por un na no tu bo (co mo puen te) ydos elec tro nes de Ti/Au. El an tí ge no, un fac tor de em -pal me U1A ARN, fue con ju ga do con Tween 20 el cuala la vez se ad sor be fá cil men te al cuer po de los CNTs.La de tec ción de un au to an ti cuer po es pe cí fi co pa raam bos sis te mas fue me nor a 1 nM.

No obs tan te, mu chas ve ces el ta ma ño pro me diode cier tas pro teí nas co mo las in mu no glo bu li nas (7 –8 nm, IgG hu ma na, 170 kDa) pue de ser un fac tor queafec te la es ta bi li dad del en la za mien to (los diá me trosde CNTs va rían en tre 1 – 2 nm) (Kam, 2005). De bi -do a es te im pe di men to se ha en con tra do (Chen,2001b) que fe rri tin no es ca paz de ad sor ber se di rec -ta men te so bre CNTs; en el ca so de pro teí nas co molas pe ro xi da das o qui mo trip si na se en con tró que losva lo res es tán al re de dor de 0,5 – 0,6 mg de pro teí napor ca da mg de CNTs (Ka ra ja na gi, 2004). Así, la can -ti dad de an ti cuer pos ad sor bi dos por uni dad de pe sode na no tu bos es uno de los pa rá me tros más crí ti cospa ra el de sa rro llo de bio sen so res.

3.2 Con duc to res eléc tri cosCo mo se ha men cio na do an te rior men te, las pro pie da -des eléc tri cas de los CNTs (e.g., con duc ti vi dad) con -ce den a es tos na no ma te ria les ca rac te rís ti cas úni cas.CNTs han si do em plea dos co mo elec tro dos a fin deme diar en reac cio nes de trans fe ren cia de car ga en unme dio acuo so con es pe cies elec troac ti vas (Brit to,1996; Camp bell, 1999; Chen, 2003; Luo, 2001; Wang,2003b). Elec tro dos de CNTs fue ron em plea dos pa raexa mi nar la oxi da ción de do pa mi na a do pa mi na qui -no na, la cual de mos tró una re ver si bi li dad ideal en vol -ta me tría cí cli ca y fue sig ni fi can te men te su pe rior a lasob ser va das en otros elec tro dos de car bo no (Brit to,1996).



En tér mi nos ge ne ra les, la cons truc ción de unelec tro do de na no tu bos de car bo no es muy sim ple ybá si ca men te con sis te en for mar una pas ta de CNTs(ca. 10 mg) con bro mo for mo (ca. 10 μl). La pas ta pos -te rior men te se introduce en un pe que ño tu bo de vi -drio de apro xi ma da men te 8 cm de lar go y 3 – 5 mmde diá me tro. En ton ces, en un ex tre mo del tu bo quecon tie ne la pas ta de CNTs se in ser ta un alam bre depla ti no (Pt), (aun que tam bién se ha em plea do co bre)y su ex tre mo li bre se su je ta al tu bo de vi drio con cin -ta de em ba la je. Sin embargo, otras al ter na ti vas pa rapre pa rar mi croe lec tro dos de fi bras CNTs tam bién sehan de sa rro lla do (Wang, 2003b). Las fi bras de CNTs(ver Vi go lo, 2000) son pre pa ra das por un pro ce so dehi la do que in vo lu cra la in yec ción de una sus pen siónacuo sa con cen tra da de CNTs a un ba ño pa ra su coa -gu la ción. Es te pro ce so de pre pa ra ción da co mo re sul -ta do una no ve do sa for ma de ob te ner re des in ter co -nec ta das de CNT con di ver sos po lí me ros. Las fi brasde CNTs son pos te rior men te ac ti va das a 300 °C por1 h. Las ven ta jas de es tos elec tro dos ti po fi bras ha si -do de mos tra da en reac cio nes elec tro ca ta lí ti cas conim por tan tes bio mo lé cu las co mo el NADH o la do pa -mi na.

Por otra par te, los úl ti mos avan ces en la pro duc -ción de arre glos or de na da men te ali nea dos de CNTshan de mos tra do ser otra ru ta pa ra el de sa rro llo de lana no tec no lo gía de bio sen so res (Chat to padh yay,2001; Liu, 2000; Wu, 2001). Pa ra es te ca so, el en sam -ble orien ta do de CNTs cor tos nor mal men te vie neacom pa ña do de un ata que co va len te so bre los ex tre -mos del na no tu bo y don de uno de los ex tre mos es -tá ad he ri do a una su per fi cie que pre sen ta par tí cu lasme tá li cas. De es ta for ma el arre glo per mi te trans por -tar car ga elec tró ni ca des de un ex tre mo al otro, for -man do un lu gar don de se pue den ad he rir bio mo lé cu -las (Fi gu ra 6).

3.3 Tran sis to res de efec to de cam po De acuer do a la elec tró ni ca mo le cu lar la tec no lo gíade los tran sis to res na noar qui tec tu ra dos po dría de sa -rro llar se tam bién a par tir CNTs (Avou ris, 2002; Brad -ley, 2003; Ja vey, 2004). En ge ne ral, la ba se de los tran -sis to res de efec to de cam po (FET, por sus si glas en in -glés) son dis po si ti vos de con mu ta ción de tres ter mi -na les que con sis ten en un se mi con duc tor co nec ta doa dos elec tro dos me tá li cos. Me dian te la apli ca ción deun vol ta je a uno de los elec tro dos, el ma te rial se mi -con duc tor pue de pa sar a un es ta do ais lan te. Da do laspro pie da des con duc to ras de los ma te ria les, mu chosde los FET han si do de sa rro lla dos pa ra tra ba jar a ba -jas tem pe ra tu ras. No obstante, Tans y co la bo ra do res

La Granja 11

Fi gu ra 6. Re pre sen ta ción grá fi ca de la ba se pa ra el de sa rro llode un elec tro do em plea do en la in mo vi li za ción y trans por tede car ga con bio mo lé cu las. El elec tro do es tá con for ma dopor un en sam ble or de na do de CNTs ali nea dos ver ti cal men -te so bre una su per fi cie de áto mos de Au. Ob sér ve se co molas pun tas de ri va ti za das del na no tu bo in te rac túan vía co va -len te con la su per fi cie me tá li ca (i.e. –CO–NH –S–Au) y víano co va len te con la bio mo lé cu la (e.g. en zi mas oxi do re duc ta -sas) per mi tien do así el flu jo de car ga en tre am bos sis te mas.Fuen te: Fla vio F. Con tre ras-To rres.


(Dek ker, 1998) han de sa rro lla do FETs que tra ba jan atem pe ra tu ra am bien te, a partir de, CNTs me tá li cos.Basados en es te di se ño otras in ves ti ga cio nes tam biénse han en fo ca do al de sa rro llo de na no sen so res reem -pla zan do al elec tro do de es ta do só li do por mo lé cu -las que mo du lan la con duc tan cia en el na no tu bo(Brad ley, 2003b; Co llins, 2000; Kong, 2000; So me ya,2003; Star, 2003, 2004).

Re cien tes in ves ti ga cio nes (Brad ley, 2004; Star,2003b) han de mos tra do, a tra vés de los FET ba sa dosen CNTs (CNT FET, pa ra acor tar), la ca pa ci dad de de -tec ción de in te rac cio nes an tí ge no-an ti cuer po. En par -ti cu lar, en la ces no es pe cí fi cos pa ra el par Bio ti nia-Es -trep ta di vi na fue ron de tec ta dos y don de la bio ti napre via men te fue ad he ri da al cuer po del na no tu bo conuna ca pa del co po lí me ro PEI /PEG. El pro ce so de en -la za mien to del an ti cuer po al CNT fun cio na li za do conel an tí ge no fue de tec ta do por aná li sis mi cro gra vi mé -tri cos. Por otra par te, la de tec ción de cyt c vía loscam bios en las pro pie da des de trans por te elec tró ni -co de un tran sis tor CNT FET tam bién ha si do re por -ta da (Bous saad, 2003).

Fi nal men te, na no tran sis to res ba sa dos en na no -cir cui tos gra ba dos de ADN (Ke ren, 2002 & 2003) hansi do de sa rro lla dos pa ra la de tec ción de pro teí nas (Fi -gu ra 7). La co ne xión pre ci sa de los na noe lec tro dosde oro (Au) con un CNT fue rea li za da por me dio deun en sam ble bio quí mi co. Los ar te fac tos ex hi ben in -cre men tos ca rac te rís ti cos en la re la ción co rrien te vs.vol ta je.

Con clu sio nes

Con el ad ve ni mien to de la na no tec no lo gía mu choscam bios fun da men ta les en la for ma de con ce bir al

mun do es ta rán pron to por pre sen ciar se. Bio tec no lo -gía y cien cia de ma te ria les son los cam pos que es ta -rán más com pro me ti dos con di cho de sa rro llo tec no -ló gi co. Un ca mi no, sin lí mi tes cla ros, es tá por des cu -brir se abor dan do las pre gun tas no re suel tas y cap tan -do to das las opor tu ni da des que nos ofre cen los na -no tu bos de car bo no co mo tras por ta do res de car ga yso por tes mo le cu la res. La pre sen te re vi sión se ha en -fa ti za do prin ci pal men te en el uso de na no ma te ria lesbio hí bri dos pa ra usos bio mé di cos, por ejem plo, da dala in cor po ra ción de ADN con na no tu bos de car bo nose pue de abrir la po si bi li dad pa ra el de sa rro llo debio sen so res es pe cí fi cos. Se ha de mos tra do có mo elde sa rro llo de con tac tos eléc tri cos di rec tos por me -dio de na no tu bos de car bo no en tre en zi mas co molas re duc ta sas y elec tro dos ma cros có pi cos re pre sen -ta el puen te de en la ce en tre la tec no lo gía de los bi -sen so res y la na no tec no lo gía. Di chos no ve do sos sis -te mas bio hí bri dos en zi mas/CNTs po drían per mi tir lage ne ra ción de sor pren den tes apli ca cio nes tec no ló gi -cas co mo na no cel das de bio com bus ti bles. Las pers -pec ti vas ac tua les pa ra el de sa rro llo de na no sis te masbio hí bri dos son alen ta do ras, sin em bar go, la in te gra -ción de CNTs con otros ma te ria les elec tró ni cos co -mo po lí me ros con duc to res o na no par tí cu las me tá li -cas es tam bién un área de es tu dio con pro me te do resavan ces tec no ló gi cos. Fundados en los avan ces pre -sen ta dos, tan to los es tu dios co mo el de sa rro llo deapli ca cio nes en na no bio tec no lo gía se an ti ci pa co mouna nue va ra ma de las cien cias in ter dis ci pli na rias.

Agra de ci mien tos

F. F. C.-T. agra de ce a la Di rec ción Ge ne ral de Per so nalAca dé mi co DGA PA y a la Uni ver si dad Na cio nal Au -tó no ma de Mé xi co por los apor tes eco nó mi cos. Elau tor re co no ce de ma ne ra es pe cial tan to al Prof. Dr.Vla di mir A. Ba siuk (Ins ti tu to de Cien cias Nu clea res,UNAM) co mo a la Dra. Ele na Go lo va ta ya Dhzym bee -va (Cen tro de Cien cias Apli ca das y De sa rro llo Tec no -ló gi co, UNAM) por su apo yo mo ral y téc ni co en elde sa rro llo de nue vas téc ni cas ex pe ri men ta les pormicroscopía de fuer za ató mi ca pa ra el es tu dio de bio -mo lé cu las.

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Fi gu ra 7. Re pre sen ta ción grá fi ca de un tran sis tor de efec tode cam po (FET, por sus si glas en in glés) don de la na no tec no -lo gía ha in cor po ra do un na no tu bo de car bo no en tre los doselec tro dos de oro.



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