Nanopartículas magnéticas "oxidadas" extraen el estrógeno del agua

Aug 16, 2023

Las nanopartículas de óxido de hierro (una ilustrada, naranja) recubiertas con moléculas de ácido fosfónico (gris) pueden capturar hormonas estrógenos (verde) de muestras de agua.

Dustin Vivod y Dirk Zahn/Centro de Química Informática/Universidad Friedrich Alexander Erlangen-Nuremberg

Por Skyler Ware

16 de agosto de 2023 a las 5:00 am

Un nuevo “óxido inteligente” algún día podría ayudar a eliminar los contaminantes de las vías fluviales, dejando atrás agua más limpia.

Los investigadores adornaron pequeñas partículas de óxido de hierro, más conocido como óxido, con moléculas "pegajosas" que se adhieren al estrógeno y hormonas similares en las muestras de agua. Un imán puede entonces eliminar del agua tanto las partículas como los contaminantes atrapados, según informa el científico de materiales Lukas Müller el 16 de agosto en San Francisco en una reunión de la Sociedad Química Americana.

La nueva tecnología podría potencialmente limitar los efectos nocivos del exceso de estrógeno en los animales, especialmente aquellos que viven en vías fluviales.

Con las nanopartículas, “podemos... limpiar tipos muy diferentes de contaminantes ambientales”, dice Müller, de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg en Alemania.

Las hormonas estrógenas generalmente ingresan a las vías fluviales a través de los desechos de humanos y otros animales (SN: 2/01/02). Incluso las concentraciones bajas pueden tener efectos crónicos dañinos en la vida acuática, como casos más elevados de cáncer o problemas reproductivos, dice Konrad Wojnarowski, biólogo de la Ludwig-Maximilians-Universität München que no participó en el estudio. Las plantas de tratamiento de aguas residuales pueden eliminar algunas hormonas estrógenas, afirma, pero el proceso no es barato ni eficiente desde el punto de vista energético.

Por ahora, “todavía no tenemos una forma ideal de abordar la contaminación por estrógenos en el medio ambiente”, pero las nanopartículas podrían ayudar, afirma Wojnarowski.

Para construir las partículas que atrapan estrógenos, Müller y Marcus Halik, químico también de la Friedrich-Alexander-Universität, aprovecharon su experiencia previa en el diseño de nanopartículas de óxido de hierro que pueden atrapar otros tipos de contaminantes como aceite o herbicidas (SN: 25/7/08 ). Los diminutos núcleos de óxido de hierro tienen cada uno unos 10 nanómetros de diámetro. Luego, cada núcleo está cubierto de moléculas de ácido fosfónico, que actúan como pelos pegajosos que recogen contaminantes.

La nueva versión de las nanopartículas se dirige específicamente al estrógeno al incluir dos tipos de ácido fosfónico. Un tipo es largo, repele el agua y se adhiere a la parte con carga neutra de la molécula de estrógeno. El otro está cargado positivamente para atraer partes de las hormonas estrógenos que llevan una ligera carga negativa.

Los investigadores encontraron que el óxido inteligente eliminó gran parte del estrógeno de pequeñas muestras de agua preparadas en el laboratorio. Su siguiente paso es probar las nanopartículas en muestras de vías fluviales reales.

Y el equipo está investigando exactamente cómo las moléculas en las superficies de las nanopartículas atrapan y retienen el estrógeno a escala atómica. Con esta información, dice Halik, pueden mejorar aún más la unión de estrógenos.

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L. Müller y M. Halik. Óxido inteligente para limpiar el agua de hormonas. Reunión de la American Chemical Society, 16 de agosto de 2023, San Francisco.

Skyler Ware fue becaria de medios de comunicación de la AAAS 2023 con Science News. Ella es un doctorado de quinto año. Estudiante en Caltech, donde estudia reacciones químicas que usan o crean electricidad.

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