Los investigadores del Imperial College de Londres han desarrollado una nueva clase de polímeros multifuncionales de secuencia definida.

Un equipo de ingenieros químicos y químicos del Grupo Livingston ha utilizado la síntesis en fase líquida junto con el tamizado molecular para crear un polímero de extraordinaria precisión molecular que abre nuevas posibilidades en la administración de fármacos. nanotecnología, y almacenamiento de información.

Publicado hoy en Química de la naturaleza , este artículo detalla un nuevo método de síntesis conocido como Nanostar Tamizado, que permite a los investigadores tener un control completo sobre la secuencia de monómeros que componen el poliéter resultante (polietilenglicol, o PEG). Esto habilita funciones específicas, como la administración de medicamentos contra el cáncer a sitios de tumores específicos en el cuerpo humano, y el almacenamiento de información en el orden de los monómeros.

Secuencias en la naturaleza

Los biopolímeros están compuestos por miles de moléculas o más que ocurren naturalmente en el cuerpo humano; el más conocido de ellos es el ADN. La naturaleza es capaz de crear estas estructuras de secuencia uniforme con un alto nivel de precisión, y proporcionan diversidad estructural y funcional que es suficiente para realizar una variedad de funciones dentro del cuerpo. Proteínas como ejemplo, son largas cadenas de aminoácidos que son responsables de varias funciones como el crecimiento y la producción de anticuerpos.

Los químicos han desarrollado polímeros sintéticos que funcionan imitando estas secuencias naturales para ofrecer funciones adicionales. Los poliéteres son los preferidos por los médicos y cirujanos debido a su excelente solubilidad en agua y biocompatibilidad. haciéndolos perfectos para su uso en medicamentos y cirugía. Sin embargo, los métodos tradicionales han dado como resultado polímeros que carecen del mismo nivel de precisión que se encuentra en la naturaleza, debido al control limitado que los científicos tienen sobre el proceso de producción.

PEGabet de polímero

Los polímeros pueden entenderse como palabras, y monómeros como las letras que forman las palabras. Los polímeros sintéticos regulares tienen solo una 'letra', pero pueden ser 'palabras' de diferente longitud, por ejemplo 'LL', 'LLL' o 'LLLL'. A veces se utilizan letras adicionales como LLO u OLL, pero los químicos solo tienen un control vago sobre el orden y el número de las letras.

Utilizando Nanostar Tamizado, el equipo de Imperial ha podido ejercer un control exacto sobre la secuencia de 'letras' y ha utilizado 4 monómeros PEG diferentes para deletrear LOLLOL y LONDON, en un alfabeto de polímero o PEGabet. Este control total sobre la estructura final del polímero abre el camino a una variedad de aplicaciones en la administración de fármacos, nanotecnología e incluso almacenamiento de información.

Próximos pasos

Dr. Ruijiao Dong, investigador principal del proyecto, dijo:"Es una investigación emocionante porque estamos un paso más cerca de crear una estructura jerárquica bien definida que imite la que se encuentra en la naturaleza. Al desarrollar una estrategia universal para controlar con precisión la secuencia en los polímeros, en teoría podemos hacer muchas cosas, ya que la secuencia juega un papel crucial en el almacenamiento de información y la expresión de funciones, ofreciendo potencial para una amplia gama de aplicaciones. Estamos entusiasmados de probar los límites de su funcionalidad con más investigaciones, y para desarrollar y automatizar aún más el tamizado Nanostar ".

El equipo ahora explorará la aplicación práctica de este nuevo poliéter y experimentará con más polímeros, con el objetivo de producir una versión biodegradable, y controlar la estructura tridimensional de los polímeros finales, así como desarrollar métodos de lectura / escritura para el almacenamiento de información y automatizar la síntesis de polímeros.