Los investigadores de la Universidad McGill han impreso químicamente partículas de polímero con hebras de ADN, una técnica que podría conducir a nuevos materiales para aplicaciones que van desde la biomedicina hasta el prometedor campo de la "robótica blanda".
En un estudio publicado en Química de la naturaleza , los investigadores describen un método para crear partículas de polímero asimétricas que se unen de una manera espacialmente definida, la forma en que los átomos se unen para formar moléculas.
Aunque los polímeros se utilizan en todo, desde ropa y envases de alimentos hasta impresión 3D y electrónica, la mayoría de las estructuras de polímeros autoensambladas se han limitado a formas simétricas, como formas esféricas o cilíndricas. Recientemente, sin embargo, los científicos se han centrado en crear formas no simétricasestructuras poliméricas, por ejemplo, partículas 'Janus' con dos 'caras' diferentes, y están comenzando a descubrir nuevas aplicaciones interesantes para estos materiales. Un ejemplo: la robótica hecha con estructuras suaves y flexibles que pueden cambiar de forma en respuesta a estímulos externos.
El método descrito en el Química de la naturaleza el documento "introduce un nivel de organización programable que actualmente es difícil de alcanzar en la química de polímeros", dice el profesor de química de McGill Hanadi Sleiman, autor principal del estudio. "Copiar químicamente la información contenida en las nanoestructuras de ADN ofrece una solución poderosa al problemade tamaño, forma y control direccional para materiales poliméricos "
Usando jaulas de ADN como moldes
El nuevo estudio se basa en una técnica desarrollada en 2013 por el grupo de investigación de Sleiman para hacer "jaulas" a nanoescala a partir de cadenas de ADN, y rellenarlas con cadenas de polímeros similares a los lípidos que se pliegan en una partícula en forma de bola que puede contener cargacomo moléculas de drogas
Para llevar esa hazaña de la nanoingeniería un paso más, Sleiman y su estudiante de doctorado Tuan Trinh se unieron con colegas de la Universidad de Vermont y la Universidad de Texas A&M en Qatar. Juntos, los investigadores desarrollaron un método para imprimir la bola de polímero con ADNhebras dispuestas en orientaciones prediseñadas. Las jaulas se pueden deshacer, dejando atrás partículas de polímero impresas con ADN capaces de autoensamblarse, al igual que el ADN mismo, en patrones prediseñados. Debido a que las jaulas de ADN se utilizan como'molde' para construir la partícula de polímero, el tamaño de partícula y el número de unidades moleculares en el polímero se pueden controlar con precisión, dice Sleiman, quien ocupa la Cátedra de Investigación de Canadá en DNA Nanoscience
Los investigadores dicen que las estructuras asimétricas de polímeros podrían usarse eventualmente en una variedad de aplicaciones. Un ejemplo potencial: partículas de polímeros multicompartimentales, con cada compartimento encapsulando un medicamento diferente que podría administrarse usando diferentes estímulos en diferentes momentos. Otra posibilidad: membranas porosas que son asimétricas, por lo que dirigen moléculas a lo largo de caminos específicos para separarse entonces.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad McGill . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :