Preparación de Nanopartículas de Óxido de Samario-Manosa por Termoablación Láser y Estudio del Efecto en sus Propiedades Estructurales al Activarlas por Irradiación Neutrónica

Abstract

Este proyecto tuvo como objetivo sintetizar nanopartículas de óxido de samario (Sm2O3) mediante termoablación láser de sólidos en líquidos. Para ello se prepararon tabletas de Sm2O3; las cuales fueron sumergidas en dos medios, el primero en una solución de citrato de sodio y el segundo en una solución de manosa a una concentración de 1 mg/mL disuelta en citrato. En cada caso se realizó la síntesis de nanopartículas mediante irradiación láser, con el dispositivo de emisión láser: Nd: YAG (Q Smart 100) a una tasa de repetición de 10 Hz (irradiancia de 16 W/cm2) y una duración de 10 min. Las nanopartículas sintetizadas, es decir, las nanopartículas de óxido de samario (Sm2O3-NPs) estabilizadas en manosa y estabilizadas en citrato fueron caracterizadas por técnicas espectroscópicas y morfológica a través de FTIR, UV-Vis, TEM y DLS; antes y después de su activación neutrónica realizada en el reactor Triga MARK III del Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. Los resultados de síntesis mostraron que las nanopartículas estabilizadas en citrato poseen poblaciones bimodales, una con geometría esférica bien definida y dispersa, con una distribución de tamaño promedio después de purificar el sistema de 69 nm, mientras que la segunda población resulto en aglomeraciones de estructuras irregulares sin tamaño ni forma definidos debido al material precursor. Los grupos funcionales presentados a través de FTIR mostraron las bandas de absorción correspondientes al citrato, conjugado a la superficie del óxido de lantánido, mismas que se corroboran en el espectro UV-Vis. Indicando además buena estabilidad en dispersiones coloidales determinado por el valor de potencial zeta con -45.18 mV. Por otro lado, los estudios realizados por FTIR y UV-Vis demostraron que la biomolécula de manosa no se unió a la superficie de las nanopartículas mostrando solo su conjugación con citrato. Posterior a su irradiación neutrónica para llevar a cabo la activación del lantánido, las radionanopartículas 153Sm2O3-NPs mostraron propiedades luminiscentes, permitiendo obtención de imágenes ópticas, con un espectro de emisión de luminiscencia Cerenkov centrada a 750 nm que cae dentro del intervalo de la ventana óptica del tejido biológico. Finalmente sus características estructurales y morfológicas post irradiación neutrónica no se ven afectadas al ser sometidas tras su activación permitiendo con ello aplicaciones biológicas para la obtención de imágenes ópticas preclínicas y su posible uso para radioterapia molecular dirigida.