Pesquisadores do Imperial College London desenvolveram uma nova classe de polímeros multifuncionais definidos por sequência.

Uma equipe de engenheiros químicos e químicos do Livingston Group usou a síntese de fase líquida acoplada à peneiração molecular para criar um polímero de extraordinária precisão molecular que abre novas possibilidades na distribuição de drogas, nanotecnologia, e armazenamento de informações.

Publicado hoje em Química da Natureza , este artigo detalha um novo método de síntese conhecido como Nanostar Sieving, que permite aos pesquisadores ter controle total sobre a sequência de monômeros que compõem o poliéter resultante (polietilenoglicol, ou PEG). Isso permite funções específicas, como a entrega de drogas anticâncer em locais específicos de tumor no corpo humano, e o armazenamento de informações na ordem dos monômeros.

Sequências na natureza

Biopolímeros são compostos de milhares de moléculas ou mais que ocorrem naturalmente no corpo humano; o mais conhecido deles é o DNA. A natureza é capaz de criar essas estruturas de sequência uniforme com um alto nível de precisão, e fornecem diversidade estrutural e funcional que é suficiente para desempenhar uma série de funções dentro do corpo. Proteínas, como um exemplo, são longas cadeias de aminoácidos responsáveis ​​por diversas funções, como o crescimento e a produção de anticorpos.

Os químicos desenvolveram polímeros sintéticos que funcionam imitando essas sequências naturais para fornecer funções adicionais. Os poliéteres são preferidos por médicos e cirurgiões devido à sua excelente solubilidade em água e biocompatibilidade, tornando-os perfeitos para uso em medicamentos e cirurgia. No entanto, os métodos tradicionais resultaram em polímeros que carecem do mesmo nível de precisão encontrado na natureza, devido ao controle limitado que os cientistas têm sobre o processo de produção.

Polímero PEGabet

Polímeros podem ser entendidos como palavras, e os monômeros como as letras que formam as palavras. Polímeros sintéticos regulares têm apenas uma 'letra', mas podem ser "palavras" de comprimento variável, por exemplo 'LL', 'LLL' ou 'LLLL'. Às vezes, letras adicionais são usadas, como LLO ou OLL, mas os químicos têm apenas controle frouxo sobre a ordem e o número das letras.

Usando Peneiramento Nanostar, a equipe do Imperial foi capaz de exercer controle exato sobre a sequência de 'letras' e usou 4 monômeros PEG diferentes para soletrar LOLLOL e LONDRES, em um alfabeto de polímero ou PEGabet. Este controle total sobre a estrutura final do polímero abre o caminho para uma gama de aplicações na distribuição de drogas, nanotecnologia e até armazenamento de informações.

Próximos passos

Dr. Ruijiao Dong, pesquisador líder do projeto, disse:"É uma pesquisa empolgante porque estamos um passo mais perto de criar uma estrutura hierárquica bem definida que imita aquela encontrada na natureza. Ao desenvolver uma estratégia universal para controlar precisamente a sequência em polímeros, em teoria somos capazes de fazer muitas coisas, como a sequência desempenha um papel crucial no armazenamento de informações e expressão de funções, oferecendo potencial para uma ampla gama de aplicações. Estamos animados para testar os limites de sua funcionalidade com mais pesquisas, e para desenvolver e automatizar ainda mais a Peneiração Nanostar. "

A equipe irá agora explorar a aplicação prática deste novo poliéter e experimentar outros polímeros, com o objetivo de produzir uma versão biodegradável, e controlar a estrutura 3-D dos polímeros finais, além de desenvolver métodos de leitura / gravação para armazenamento de informações e automatização da síntese de polímeros.