Luminiscencia y sus aplicaciones
Dr. Eduardo Peña Cabrera
Departamento de Química,
División de Ciencias Naturales y Exactas,
Universidad de Guanajuato, Campus Guanajuato.
Todos nos hemos maravillados con el espectáculo que nos brindan las luciérnagas, o con ese misterioso resplandor azuloso del agua en algunas playas de noche, o con el brillo de diferentes colores que emiten al romperse por la mitad las varitas que son repartidas en algunos centros nocturnos, o con los espectáculos láser en algunos sitios arqueológicos. Todos los ejemplos arriba mencionados se pueden agrupar en manifestaciones de un mismo fenómeno: la luminiscencia.
Una propiedad que poseen las moléculas es que pueden absorber energía, esto es, se excitan. Una vez que lo hacen, las moléculas pueden volver a su estado fundamental emitiendo luz, a este proceso se le llama luminiscencia. Dependiendo de la manera en que las moléculas son excitadas, la luminiscencia se divide principalmente en fotoluminiscencia, donde la excitación de las moléculas es debida a la absorción de fotones; radioluminiscencia, en la que la emisión se debe a la radiación ionizante; catodoluminiscencia, causada por el impacto de un haz de electrones; termoluminiscencia, causada por el calentamiento de una muestra por debajo de la temperatura de incandescencia; electroluminiscencia, donde la emisión de luz es causada por una descarga eléctrica; quimioluminiscencia, aquí la emisión de luz es causada por una reacción química; bioluminiscencia, la emisión es causada por una reacción química en un ser vivo; triboluminiscencia, en la que la respuesta visible de emisión es causada debido a una fractura de un material.
En nuestro grupo de investigación nos hemos interesado en estudiar nuevos métodos de preparación de los compuestos químicos que presentan la propiedad de fotoluminiscencia (fluoróforos) desde el 2006. Las razones por las cuales terminamos dedicándonos al aspecto químico de esta área fueron circunstanciales, pero tan pronto observamos las propiedades y visualizamos las aplicaciones de los fluoróforos, redirigimos una gran parte de nuestra investigación en esta dirección.
Existe un interés muy grande en desarrollar nuevos métodos para preparar estos compuestos de una manera más económica, eficiente y amigable con el medio ambiente. Ese interés está generado por las incontables aplicaciones que son descritas constantemente en las diferentes revistas científicas. Entre las aplicaciones podemos mencionar la terapia contra el cáncer (terapia fotodinámica), la cuantificación de la calidad de la leche, la detección de sustancias ilícitas, las aplicaciones en química forense (por ej. la detección de trazas de sangre), el desarrollo de nuevos colorantes láser, los sensores de gases neurológicos, los sensores de armas químicas, los sensores para evaluar la calidad y frescura de las carnes de consumo humano, la detección de metales pesados en fuentes de agua potable, el marcaje fluorescente de tumores para que en procedimientos quirúrgicos no se dañe el tejido sano, en imagenología celular, como componentes de pantallas de teléfonos celulares, etc.
Nuestra investigación consiste en desarrollar nuevas reacciones para modificar las propiedades de los fluoróforos, esto es, para que emitan luz de diferentes colores con lo que se amplían sus aplicaciones, para que sean solubles en diferentes medios, por ejemplo, en aplicaciones biológicas, para que cambien sus propiedades luego de la acción de un estímulo externo como la presencia de un metal, un cambio en el pH, etc.
Tenemos colaboraciones hacia el interior de nuestro Cuerpo Académico (Síntesis Orgánica), con el Departamento de Biología de la UG y también con varias universidades tanto de México como del ámbito internacional.
Hacemos énfasis en que nuestros estudiantes participen en estancias de investigación en el extranjero para que aprendan nuevos métodos y formas de hacer las cosas de tal forma que vuelvan nuestro grupo y lo enriquezcan con lo que han aprendido.
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