Investigadores del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS) de la USC han demostrado que es posible controlar la liberación de sustancias encapsuladas mediante la luz, Su trabajo se ha publicado revista Angewandte Chemie, en un artículo firmado por Manuel Núñez-Martínez, Manuel Fernández-Míguez, Emilio Quiñoá y Félix Freire
Su investigación demostró que una reacción fotoquímica puede provocar la degradación de los polímeros, liberando la carga que llevan, que en el caso de este experimento eran diminutas partículas metálicas fluorescentes. La dirección de rotación y el grado de plegado de la hélice influyen en este proceso: las hélices estiradas tardan más en inmovilizarse bajo la luz que las más comprimidas. De esta forma, los autores del trabajo abren la puerta a poder controlar paulatinamente la cantidad de sustancia liberada, lo que sería de gran interés para la administración de fármacos.
Los resultados de este estudio “suponen un nuevo avance para comprender mejor los parámetros que rigen el comportamiento de los polímeros helicoidales. Cambiando y modificando estos parámetros es posible asignar diferentes funciones de interés a estos compuestos, tanto en el campo biológico como de materiales, y ampliar así el espectro de aplicaciones”, aseguran.
La investigación del CiQUS partió del hecho de que algunas moléculas esenciales para la vida tienen forma de hélice. La quiralidad es decisiva en la formación de estas hélices, propiedad que evita que las moléculas se superpongan con su imagen especular y que, en este caso, favorece la aparición de estructuras helicoidales. Y es precisamente esta peculiar configuración, que parece un rompecabezas, la que permite a moléculas como el ADN o las proteínas realizar sus diversas funciones vitales en el entorno biológico. En el laboratorio, este tipo de sistemas se imitan mediante sus análogos sintéticos, los polímeros helicoidales, que también pueden autoensamblarse para formar nuevas estructuras como, por ejemplo, nanoesferas.
La forma en que se organizan las diferentes moléculas que componen los polímeros helicoidales permite diferenciar entre una cadena principal, que funciona como columna vertebral, y otra cadena lateral. De estos últimos cuelgan diferentes grupos funcionales, conjuntos de moléculas que influyen, por ejemplo, en el grado de plegamiento de la hélice y en su capacidad para interactuar con el entorno. Esta cadena secundaria también afecta la forma en que los polímeros encajan entre sí para formar nanoestructuras.
Un cambio muy sutil en la molécula que conecta la columna vertebral y los grupos funcionales provoca una variación en su acidez, y esto tiene un gran impacto en el patrón que siguen los polímeros al agregarse. Los científicos estudiaron el comportamiento de diferentes polifenilacetilenos, una familia de polímeros muy versátil, y observaron que esas diferencias en la estructura secundaria daban lugar a nanoesferas con mayor o menor densidad. Además, los investigadores lograron controlar el tamaño de estas nanoesferas cambiando únicamente la proporción de agua añadida al disolvente durante su preparación, sin necesidad de recurrir a estabilizadores. Este enfoque sostenible permite que la síntesis de estas partículas se lleve a cabo de forma respetuosa con el medio ambiente.
