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Los investigadores diseñan nuevas partículas del polímero usando cabos de la DNA

Los investigadores de la universidad de McGill químicamente han impreso las partículas con los cabos de la DNA - una técnica del polímero que podría llevar a los nuevos materiales para los usos que colocaban de la biomedecina al campo prometedor de la “robótica suave.”

En un estudio publicado en química de la naturaleza, los investigadores describen un método para crear las partículas asimétricas que vinculan de una manera espacial definida, la manera del polímero que los átomos vienen juntos hacer las moléculas.

Aunque los polímeros se utilicen en todo del acondicionamiento de la ropa y de los alimentos a la impresión 3D y a la electrónica, la mayoría de las estructuras uno mismo-montadas del polímero se han limitado a las formas simétricas tales como formas esféricas o cilíndricas. Recientemente, sin embargo, los científicos se han centrado en crear las estructuras dismétricas del polímero -- por ejemplo partículas de “Jano” con dos diversas “caras” -- y están comenzando a descubrir las nuevas aplicaciones emocionantes para estos materiales. Un ejemplo: robótica hecha con las estructuras suaves, flexibles que pueden desformar en respuesta a estímulos externos.

El método descrito en el papel de la química de la naturaleza “introduce un nivel programable de organización que sea actualmente difícil de lograr en química del polímero,” dice a profesor Hanadi Sleiman, autor mayor de la química de McGill del estudio. “Químicamente el copiado de la información contenida en nanostructures de la DNA ofrece una solución potente al problema de la talla, de la forma y del mando direccional para los materiales poliméricos.”

Usando jaulas de la DNA como moldes

Los nuevos emplear del estudio una técnica se convirtieron en 2013 por el grupo de la investigación de Sleiman para hacer el nanoscale “jaulas” de cabos de la DNA, y los rellenan con lípido-como las cadenas del polímero que doblan juntas en una partícula bola-dada forma que pueda contener el cargamento tal como moléculas de la droga.

Para tomar a esa hazaña de la nano-ingeniería una medida más lejos, Sleiman y su estudiante Tuan Trinh del doctorado combinaron hacia arriba con los colegas en la universidad de la universidad de Vermont y de Tejas A&M en Qatar. Junto, los investigadores desarrollaron un método para imprimir la bola del polímero con los cabos de la DNA dispuestos en orientaciones pre-diseñadas. Las jaulas se pueden entonces deshacer, yéndose detrás de las partículas DNA-impresas del polímero capaces del uno mismo-montaje - como la DNA, sí mismo - en configuraciones pre-diseñadas. Porque se utilizan las jaulas de la DNA mientras que un “molde” para construir la partícula del polímero, la talla de partícula y el número de unidades moleculares en el polímero puede ser exacto controlado, dice a Sleiman, que espera la silla de la investigación de Canadá en la DNA Nanoscience.

Las estructuras asimétricas del polímero se podrían utilizar eventual en un alcance de usos, los investigadores dicen. Un ejemplo potencial: partículas des varios compartimentos del polímero, con cada división encapsulando una diversa droga que se podría entregar usando diversos estímulos en diversas horas. Otra posibilidad: las membranas porosas que son asimétricas, así que ellas ordenan las moléculas a lo largo de los caminos específicos entonces para separarse.