Magnetic and structural characterization of magnetite nanoparticles synthesized by magnetotactic bacteria

Abstract

Las bacterias magnetotácticas son un grupo microorganismos capaces de orientarse en presencia delcampo magnético terrestre, lo que les facilita la búsqueda de un entorno rico en nutrientes y con lascondiciones de oxígeno óptimas para su crecimiento. Esta propiedad, conocida como magnetotáxis, sedebe a la presencia de una o más cadenas de nanopatículas magnetita (magnetosomas) en el interior de labacteria. El alto control genético impuesto en la biomineralización de los magnetosomas producenanopartículas de alta calidad química y cristalina, con forma y tamaño controlados por la especiebacteriana en cuestión. El tamaño de los magnetosomas (40 -120 nm), da lugar a monodominiosmagnéticos, difíciles de conseguir mediante síntesis físicas o químicas de nanopartículas magnéticas.Además de ser sistemas modelo para el estudio de propiedades físicas en la nanoescala, losmagnetosomas y las bacterias magnetotácticas presentan prometedoras propiedades, siendo candidatosideales para aplicaciones biomédicas de tratamiento contra el cáncer como la hipertermia magnética odrug delivery. Para un uso óptimo de los mismos se precisa de una exhaustiva caracterización. Lapresente tesis recoge una caracterización detallada desde el punto de vista magnético y estructural de lascadenas de magnetosomas sintetizadas por la especie M. gryphiswaldense, que sintetiza magnetosomascon forma cubooctaédrica y 45 nm de diámetro. La tesis se divide en tres bloques principales en los quese recoge: (i) el estudio de la estructura de la cadena; (ii) el proceso de biomineralización y los primerospasos de la síntesis de los magnetosomas, y (iii) el dopaje de los magnetosomas con distintos metales detransición (Co y Mn) y la consecuente modificación de sus propiedades magnéticas.