(Phys.org):una nueva investigación permite a los científicos esculpir polímeros en formas bidimensionales y tridimensionales, similar a cómo los polipéptidos se pliegan en formas tridimensionales funcionales. Esta capacidad es particularmente ventajosa para polímeros conjugados, polímeros que tienen un sistema de electrones pi en red, porque están dirigiendo. Inmovilizar y dar forma a polímeros conductores es un paso importante en la construcción de circuitos moleculares.

Un grupo de científicos de la Universidad de Aarhus en Dinamarca, el Instituto Wyss de Harvard, y el Instituto Max Plank en Alemania, han sintetizado, caracterizada, e inmovilizó un polímero conjugado usando origami de ADN. Su polímero pudo ser moldeado y moldeado en varias formas bidimensionales y tridimensionales manteniendo sus propiedades físicas. Su trabajo aparece en Nanotecnología de la naturaleza .

Knudsen, et al. sintetizó un polímero de pincel conjugado, (2, 5-dialcoxi) parafenilenvinileno (APPV) que está funcionalizado con secuencias de ADN monocatenario (ssDNA) de nueve nucleótidos de longitud para servir como enlace con el ADN origami. APPV tiene grupos hidroxilo a lo largo de su cadena principal que están unidos a unidades de fenileno. Estos grupos hidroxilo están disponibles para funcionalización con ssDNA sintético.

El ssDNA recocido con hebras complementarias que se extienden desde una plataforma de ADN, manteniendo así el polímero en su lugar. Esta técnica se conoce como origami de ADN porque las hebras complementarias de ADN que se extienden desde el origami de ADN se pueden adaptar a cualquier forma o diseño y deben guiar al polímero con su ADN ss complementario para que adopte la misma forma.

En este experimento, APPV-DNA se caracterizó mediante cromatografía de permeación en gel, Espectroscopia UV-Vis, espectroscopia de fluorescencia, XPS, y AFM. La cromatografía de permeación en gel mostró que el tamaño del polímero variaba de 340 kDa a 3, 300 kDa. Este y los estudios de AFM indicaron la presencia de piezas de polímero más pequeñas y más largas. XPS mostró que menos de dos tercios de las unidades de fenileno, que contiene grupos hidroxilo, donde funcionalizado con ssDNA. Adicionalmente, Los estudios AFM proporcionaron información sobre el potencial de superficie, lo que indica que el polímero de APPV-ADN tiene una transferencia de carga más alta que el sustrato de óxido de silicio pero más baja que los nanotubos de oro o carbono.

Luego, el polímero se inmovilizó en origami de ADN en varias formas bidimensionales y tridimensionales, y se probaron la transferencia de carga y la integridad del polímero. La primera prueba involucró origami de ADN en lineal, En forma de U y a los 90 ^o anglos. Los estudios de potencial de superficie indicaron que el polímero de ADN-APPV inmovilizado mostraba capacidades de transferencia de carga similares en todas las conformaciones. La flexibilidad del polímero se verificó sometiéndolo a formas de origami de ADN que tensarían la estructura:onda, escalera, y circular.

Finalmente, el polímero de APPV-ADN se transformó en una estructura cilíndrica tridimensional hecha de anillos apilados de hélices dobles. Los anillos apilados se mantienen unidos mediante hilos de grapas. Los estudios TEM confirmaron la forma del cilindro, pero el polímero no proporciona un contraste adecuado para una caracterización completa usando TEM. El AFM o cualquier otra técnica de microscopía de barrido tampoco funcionará para este tipo de estructura. La interacción entre la punta y la molécula podría dañar la estructura tridimensional "blanda" del polímero.

Para obtener una representación tridimensional del cilindro de ADN-APPV, Knudsen, et al. utiliza DNA-PAINT. Usando el exceso de ADNss de nueve nucleótidos que no se unió a la estructura de origami del ADN, Knudsen, et al. Hizo hebras complementarias con una etiqueta fluorescente. Luego utilizaron DNA-PAINT para visualizar el patrón de la hebra y generar una imagen tridimensional.

Esta investigación demuestra la capacidad de controlar la conformación bidimensional y tridimensional de un polímero conjugado, que tiene implicaciones prometedoras para el diseño de circuitos moleculares.

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