I ricercatori dell'Imperial College di Londra hanno sviluppato una nuova classe di polimeri multifunzionali definiti in sequenza.

Un team di ingegneri chimici e chimici del Livingston Group ha utilizzato la sintesi in fase liquida accoppiata al setaccio molecolare per creare un polimero di straordinaria precisione molecolare che apre nuove possibilità nella somministrazione di farmaci, nanotecnologia, e archiviazione delle informazioni.

Pubblicato oggi in Chimica della natura , questo articolo descrive in dettaglio un nuovo metodo di sintesi noto come Nanostar Sieving, che permette ai ricercatori di avere il controllo completo sulla sequenza dei monomeri che compongono il polietere risultante (polietilenglicole, o PEG). Ciò consente funzioni specifiche, come la somministrazione di farmaci antitumorali a specifici siti tumorali nel corpo umano, e la memorizzazione delle informazioni nell'ordine dei monomeri.

Sequenze in natura

I biopolimeri sono composti da migliaia di molecole o più che si trovano naturalmente nel corpo umano; il più familiare di questi è il DNA. La natura è in grado di creare queste strutture di sequenza uniforme con un alto livello di precisione, e forniscono una diversità strutturale e funzionale che è sufficiente per svolgere una serie di funzioni all'interno del corpo. proteine, come esempio, sono lunghe catene di amminoacidi che sono responsabili di diverse funzioni come la crescita e la produzione di anticorpi.

I chimici hanno sviluppato polimeri sintetici che funzionano imitando queste sequenze naturali per fornire funzioni aggiuntive. I polieteri sono preferiti da medici e chirurghi per la loro eccellente solubilità in acqua e biocompatibilità, rendendoli perfetti per l'uso in medicina e chirurgia. Tuttavia i metodi tradizionali hanno portato a polimeri che mancano dello stesso livello di precisione trovato in natura, a causa del controllo limitato che gli scienziati hanno sul processo di produzione.

Polimero PEGabet

I polimeri possono essere intesi come parole, e monomeri come le lettere che formano le parole. I normali polimeri sintetici hanno solo una "lettera", ma possono essere "parole" di lunghezza variabile, ad esempio 'LL', 'LLL' o 'LLLL'. A volte vengono utilizzate lettere aggiuntive come LLO o OLL, ma i chimici hanno solo un controllo allentato sull'ordine e sul numero delle lettere.

Usando il setaccio Nanostar, il team di Imperial è stato in grado di esercitare un controllo esatto sulla sequenza di "lettere" e ha utilizzato 4 diversi monomeri PEG per scrivere LOLLOL e LONDON, in un alfabeto polimerico o PEGabet. Questo pieno controllo sulla struttura polimerica finale apre la strada a una gamma di applicazioni nella somministrazione di farmaci, nanotecnologie e persino l'archiviazione delle informazioni.

Prossimi passi

Dott. Ruijiao Dong, ricercatore capo del progetto, ha dichiarato:"È una ricerca entusiasmante perché siamo un passo avanti verso la creazione di una struttura gerarchica ben definita che imiti quella trovata in natura. Sviluppando una strategia universale per il controllo preciso della sequenza nei polimeri siamo in teoria in grado di fare molte cose, poiché la sequenza svolge un ruolo cruciale nella memorizzazione delle informazioni e nell'espressione delle funzioni, offrendo il potenziale per una vasta gamma di applicazioni. Siamo entusiasti di testare i limiti della sua funzionalità con ulteriori ricerche, e per sviluppare ulteriormente e automatizzare il Nanostar Sieving."

Il team ora esplorerà l'applicazione pratica di questo nuovo polietere e sperimenterà ulteriori polimeri, con l'obiettivo di produrre una versione biodegradabile, e controllare la struttura 3-D dei polimeri finali, oltre allo sviluppo di metodi di lettura/scrittura per l'archiviazione delle informazioni e l'automazione della sintesi del polimero.