Investigadores de IMDEA Nanociencia desarrollan una metodología para conocer la temperatura de las nanopartículas magnéticas
Demostración de la funcionalidad combinada de la lectura secuencial de la temperatura de una suspensión magnética y generación de calor.
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Investigadores de IMDEA Nanociencia y de la Universidad Autónoma de Madrid han desarrollado una estrategia que permite obtener información sobre la temperatura a partir de las variaciones de la magnetización dinámica de nanopartículas.
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Los resultados demuestran el potencial de nanopartículas de ferrita de cobalto como una plataforma sin marcadores capaz de combinar la generación de calor y la determinación de la temperatura de una suspensión magnética. Este avance abre nuevas posibilidades para la monitorización térmica en tiempo real.
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Madrid, 23 de septiembre de 2026. Las nanopartículas son estructuras miles de veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano. Algunas nanopartículas magnéticas pueden transformar energía suministrada externamente en calor, por lo que presentan un gran potencial en tratamientos térmicos dirigidos, como los empleados frente a tumores sólidos. Sin embargo, conocer con precisión la temperatura alcanzada en los tejidos durante el calentamiento continúa siendo un reto. Para ello, se necesitan métodos que permitan obtener información térmica de forma sencilla, sin interferir en la lectura de la temperatura ni en el propio proceso de calentamiento.
Un equipo de investigación de IMDEA Nanociencia y de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha desarrollado una metodología que permite extraer información sobre la temperatura del entorno a partir de la respuesta magnética de las nanopartículas. Además, la determinación de la temperatura se realiza sin necesidad de incorporar marcadores fluorescentes o fluoróforos adicionales, por lo que se trata de una estrategia sin marcadores o label-free.
Para este estudio se emplearon nanocristales magnéticos de ferrita de cobalto, un material que contiene hierro y cobalto como elementos magnéticos. Al irradiarlos con luz infrarroja cercana (NIR), las nanopartículas liberaron calor, confirmando su capacidad para actuar como nanocalentadores. Paralelamente, se realizaron medidas de magnetización dinámica aplicando campos magnéticos alternos con frecuencias comprendidas entre 10 y 100 kHz y temperaturas de entre 20 y 50 °C. Los resultados mostraron una relación estrecha entre la temperatura y el área de los ciclos de magnetización. A partir de estas medidas fue posible determinar la temperatura de la suspensión magnética mientras esta era irradiada con luz. El modelo numérico empleado en el estudio respaldó los resultados experimentales y confirmó el potencial de esta metodología para determinar en tiempo real la temperatura de una suspensión de nanopartículas.
Como perspectiva futura, técnicas de imagen como la imagen de partículas magnéticas —magnetic particle imaging o MPI—, que también se basan en medidas de magnetización dinámica en este intervalo de frecuencias, podrían utilizarse para elaborar mapas de temperatura con resolución espacial en modelos animales. Para ello, sería necesario relacionar las respuestas magnéticas locales con los procesos de relajación dependientes de la temperatura. Esta posibilidad podría facilitar la aplicación de la termometría magnética en tratamientos oncológicos basados en la hipertermia mediada por nanopartículas magnéticas.
El trabajo, liderado por Sebastian A. Thompson y Francisco J. Terán, combina el estudio de la dinámica magnética de nanopartículas con modelos que permiten relacionar su respuesta con las propiedades térmicas del medio. Los resultados son especialmente relevantes en el contexto de las estrategias de calentamiento localizado y monitorización térmica, donde conocer la temperatura alcanzada resulta fundamental para controlar el proceso.
Los resultados han sido publicados en la prestigiosa revista Small, de alto impacto dentro del ámbito de la nanotecnología y las ciencias de materiales. Aunque el estudio establece una plataforma experimental para combinar ambas funciones, los autores señalan que este enfoque abre una vía para futuras aplicaciones de monitorización térmica en sistemas de calentamiento a escala nanométrica, incluyendo aquellas relacionadas con aproximaciones terapéuticas basadas en el calor.
Glosario:
- Nanopartícula magnética: partícula de dimensiones nanométricas que presenta propiedades magnéticas y cuya respuesta puede modificarse mediante la aplicación de campos magnéticos externos.
- Nanopartícula magnética calentadora: nanopartícula o nanomaterial magnética capaz de transformar energía suministrada externamente en calor a escala nanométrica.
- Magnetización dinámica: respuesta magnética de un material cuando se somete a un campo magnético que varía con el tiempo. En este trabajo, las variaciones de esta respuesta se utilizan para obtener información sobre la temperatura.
Palabras clave:
magnetización dinámica | nanopartículas magnéticas | nanocalentadores | nanotermómetros | accionamiento fototérmico
Referencia:
A. Venegas-Gomez, P. Palacios-Alonso, C. S. Carrizo, et al. “ Magnetic Nanoparticles as Label-Free Dual-Function Nanoheaters and Nanothermometers.” Small 22, no. 37 (2026): e73780. https://doi.org/10.1002/smll.73780
https://hdl.handle.net/20.500.12614/4282
Contacto:
Sebastian A. Thompson (Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.)
https://www.nanociencia.imdea.org/intracellular-temperature-measurements/home
Francisco J. Terán (Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.)
Oficina de Difusión y Comunicación de IMDEA Nanociencia / Oficina de Comunicación y Divulgación de IMDEA Nanociencia
Fuente: IMDEA Nanociencia.
El Instituto IMDEA de Nanociencia es un joven centro de investigación interdisciplinar en Madrid (España) dedicado a la exploración de la nanociencia y al desarrollo de aplicaciones de la nanotecnología en relación con industrias innovadoras.