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Les chercheurs conçoivent les particules neuves de polymère utilisant des brins d'ADN

Les chercheurs d'université de McGill ont chimiquement imprimé des particules de polymère avec des brins d'ADN - une technique qui pourrait mener aux matériaux neufs pour des applications s'échelonnant de la biomédecine à l'inducteur prometteur « de la robotique douce. »

Dans une étude publiée en chimie de nature, les chercheurs décrivent une méthode pour produire les particules asymétriques de polymère qui grippent ensemble d'une façon dans l'espace définie, la voie que les atomes viennent ensemble pour effectuer des molécules.

Bien que des polymères soient employés dans tout du vêtement et de l'emballage alimentaire à l'impression 3D et à l'électronique, la plupart des structures auto-montées de polymère ont été limitées aux formes symétriques telles que des formes sphériques ou cylindrique. Récent, cependant, les scientifiques se sont concentrés sur produire les structures dissymétriques de polymère -- par exemple particules de « Janus » avec deux différentes « faces » -- et elles commencent à découvrir exciter des demandes neuves de ces matériaux. Un exemple : robotique effectuée avec les structures molles et flexibles qui peuvent se déformer en réponse aux stimulus externes.

La méthode décrite dans le papier de chimie de nature « introduit un niveau programmable de l'organisme il est actuel difficile atteindre qu'en chimie de polymère, » dit professeur Hanadi Sleiman, auteur supérieur de chimie de McGill de l'étude. « Chimiquement la copie de l'information contenue dans des nanostructures d'ADN offre une solution puissante au problème de la taille, de la forme et du contrôle directionnel pour les matériaux polymères. »

Utilisant des cages d'ADN en tant que moulages

Les constructions neuves d'étude sur une technique se sont développées en 2013 par l'organisme de recherche de Sleiman pour effectuer le nanoscale « cages » à partir des brins d'ADN, et les farcissent avec les réseaux comme un lipide de polymère qui se plient ensemble dans une particule bille bille qui peut contenir la cargaison telle que des molécules de médicament.

Pour prendre à cet exploit de nano-bureau d'études une mesure davantage, Sleiman et son stagiaire Tuan Trinh de PhD se sont associés aux collègues à l'université de l'université du Vermont et du Texas A&M chez le Qatar. Ensemble, les chercheurs ont développé une méthode pour imprimer la bille de polymère avec des brins d'ADN disposés dans des orientations pré-conçues. Les cages peuvent alors être défaites, laissant les particules ADN-imprimées de polymère capables du l'auto-montage - tout comme ADN, lui-même - dans les configurations pré-conçues. Puisque les cages d'ADN sont employées pendant qu'un « moulage » pour établir la particule de polymère, la dimension particulaire et le numéro des éléments moléculaires dans le polymère peut être avec précision réglé, dit Sleiman, qui retient la présidence de recherches du Canada dans ADN Nanoscience.

Les structures asymétriques de polymère pourraient être employées éventuellement dans une gamme d'applications, les chercheurs disent. Un exemple potentiel : particules multicompartimentées de polymère, avec chaque compartiment encapsulant un médicament différent qui pourrait être livré utilisant différents stimulus à différentes heures. Une autre possibilité : les membranes poreuses qui sont asymétriques, ainsi elles dirigent des molécules le long des circuits spécifiques pour séparer alors.