Científicos, incluyendo a la química de la Universidad de Oregon Geraldine Richmond, han extraído aceite y agua para crear andamios de autoensamblaje, proteínas sintéticas llamadas nanohojas peptoides que imitan mecanismos y procesos biológicos complejos.

El logro, detallado esta semana en un documento publicado en línea antes de la impresión por el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias Se espera que alimente un diseño alternativo de las nanohojas peptoides bidimensionales que se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones. Entre ellos, se podrían mejorar los sensores y separadores químicos, y mas seguro, vehículos de administración de fármacos más eficaces.

El coautor del estudio, Ronald Zuckermann, de Molecular Foundry en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL), desarrolló por primera vez estas nanohojas ultrafinas en 2010 utilizando una combinación de aire y agua.

"A menudo pensamos en el petróleo sobre el agua como algo que es perjudicial para el medio ambiente cuando, De hecho, mi grupo durante los últimos 20 años ha estado estudiando las propiedades únicas de la unión entre el agua y el aceite como un lugar interesante para que las moléculas se ensamblen de formas únicas, incluso para jabones y dispersantes de aceite, "dijo Richmond, que ocupa una silla presidencial UO. "Este estudio muestra que también es una plataforma única para hacer nanohojas".

Los autores principales del proyecto fueron Ellen J. Robertson, un estudiante de doctorado en el laboratorio de Richmond en el momento de la investigación, y Gloria K. Oliver, investigador postdoctoral en LBNL. Robertson es ahora investigador postdoctoral en LBNL.

El trabajo en el laboratorio de Richmond ayudó a identificar el mecanismo detrás de la formación de las nanohojas en una interfaz agua-aceite.

"El ensamblaje supramolecular en una interfaz aceite-agua es una forma efectiva de producir nanomateriales 2D a partir de peptoides porque esa interfaz ayuda a preorganizar las cadenas peptoides para facilitar su auto-interacción, "dijo Zuckermann, un científico senior de Molecular Foundry de LBNL en un comunicado de prensa. "Esta mayor comprensión del mecanismo de ensamblaje de peptoides debería permitirnos escalar para producir grandes cantidades, o escalar hacia abajo, utilizando microfluidos, para filtrar muchas nanohojas diferentes en busca de funciones novedosas ".

Zuckermann y Richmond son los autores correspondientes del artículo. Los coautores adicionales son Menglu Qian y Caroline Proulx, ambos de LBNL.

Como proteínas naturales, las proteínas sintéticas se pliegan y se conforman en estructuras que les permiten realizar funciones específicas. En su trabajo anterior, El equipo de Zuckermann en la Fundición Molecular de LBNL descubrió una técnica para sintetizar peptoides en láminas que tenían solo unos pocos nanómetros de grosor pero hasta 100 micrómetros de longitud. Estos estaban entre los cristales orgánicos flotantes más grandes y delgados jamás fabricados, con un equivalente de área a espesor de una lámina de plástico que cubre un campo de fútbol.

"Las propiedades de nanohojas de peptoides se pueden adaptar con gran precisión, "Zuckermann dice, "y dado que los peptoides son menos vulnerables a la degradación química o metabólica que las proteínas, son una plataforma muy prometedora para el autoensamblaje de nanomateriales bioinspirados ".

Para crear la nueva versión de las nanohojas, El equipo de investigación utilizó espectroscopía de frecuencia de suma vibratoria para probar las interacciones moleculares entre los peptoides a medida que se ensamblan en la interfaz agua-aceite. El trabajo mostró que los polímeros peptoides adsorbidos en la interfaz están altamente ordenados de una manera que está influenciada por las interacciones entre moléculas vecinas.

La sustitución de aceite en lugar de aire crea una serie de nuevas oportunidades para la ingeniería y producción de nanohojas peptoides, dijeron los investigadores. La fase oleosa, por ejemplo, podría contener reactivos químicos, sirven para minimizar la evaporación de la fase acuosa o permitir la producción de microfluidos.