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Os pesquisadores projectam partículas novas do polímero usando costas do ADN

Os pesquisadores da universidade de McGill imprimiram quimicamente partículas com costas do ADN - uma técnica do polímero que poderia conduzir aos materiais novos para as aplicações que variam da biomedicina ao campo prometedor “da robótica macia.”

Em um estudo publicado na química da natureza, os pesquisadores descrevem um método para criar as partículas assimétricas que ligam junto em uma maneira espacial definida, a maneira do polímero que os átomos vêm junto fazer moléculas.

Embora os polímeros fossem usados em tudo do empacotamento da roupa e de alimento à impressão 3D e à eletrônica, a maioria de estruturas auto-montadas do polímero foram limitadas aos formulários simétricos tais como formas esféricas ou cilíndricas. Recentemente, contudo, os cientistas centraram-se sobre a criação de estruturas assimétricas do polímero -- por exemplo partículas de “Janus” com as duas “faces diferentes” -- e estão começando descobrir novas aplicações emocionantes para estes materiais. Um exemplo: robótica feita com estruturas macias, flexíveis que podem deformar em resposta aos estímulos externos.

O método descrito no papel da química da natureza “introduz um nível programável de organização que é actualmente difícil de alcançar na química do polímero,” diz o professor Hanadi Sleiman da química de McGill, autor superior do estudo. “Quimicamente copiar a informação contida em nanostructures do ADN oferece uma solução poderosa ao problema do tamanho, da forma e do controle direccional para materiais poliméricos.”

Usando gaiolas do ADN como moldes

As construções novas do estudo em uma técnica tornaram-se em 2013 pelo grupo de investigação de Sleiman para fazer o nanoscale “gaiolas” das costas do ADN, e enchem-nas com lipido-como as correntes do polímero que se dobram junto em uma partícula bola-dada forma que possa conter a carga tal como moléculas da droga.

Para tomar mais a esse repto da nano-engenharia uma etapa, Sleiman e seu aluno de doutoramento Tuan Trinh teamed acima com os colegas na universidade da universidade de Vermont e de Texas A&M em Catar. Junto, os pesquisadores desenvolveram um método para imprimir a bola do polímero com as costas do ADN arranjadas em orientações pre-projetadas. As gaiolas podem então ser desabotoadas, saindo atrás das partículas ADN-imprimidas do polímero capazes da auto-montagem - bem como ADN, próprio - em testes padrões pre-projetados. Porque as gaiolas do ADN são usadas enquanto um “molde” para construir a partícula do polímero, o tamanho de partícula e o número de unidades moleculars no polímero pode ser precisamente controlado, diz Sleiman, que guardara a cadeira da pesquisa de Canadá em ADN Nanoscience.

As estruturas assimétricas do polímero poderiam ser usadas eventualmente em uma escala de aplicações, os pesquisadores dizem. Um exemplo potencial: partículas do polímero do multi-compartimento, com cada compartimento que encapsula uma droga diferente que poderia ser entregada usando estímulos diferentes em horas diferentes. Uma outra possibilidade: as membranas porosas que são assimétricas, assim que dirigem moléculas ao longo dos trajectos específicos para separar então.