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2016-03-07
Autor:
CIQUS

Nuevo método para identificar la estructura 3D de polímeros helicoidales quirales

La estructura tridimensional de muchos compuestos está directamente relacionada con su función -así sucede, por ejemplo, en el caso de las proteínas-, por lo que resulta de especial relevancia el desarrollo de nuevas técnicas que permitan obtener información útil para determinar de la manera más precisa dicha estructura· En el campo de los polímeros sucede lo mismo, con la salvedad de que los métodos disponibles actualmente para el estudio de las biomoléculas no aportan información suficiente para conocer su estructura·
En el trabajo que ahora presentan los investigadores del CiQUS e describe una nueva metodología que permite la visualización directa de la estructura de polímeros helicoidales mediante microscopía de fuerza atómica (AFM)· Para ello, los investigadores se han basado en la técnica general conocida como Langmuir-Schaefer, que permite preparar monocapas de materiales; sirviéndose de ella, los científicos han logrado obtener monocapas ordenadas de un polímero helicoidal sobre un sustrato hidrofóbico· El uso de esta técnica ha permitido determinar la estructura de un polímero compuesto por hélices con doble sentido de giro (derecha-izquierda), y en igual proporción (lo que se conoce como mezcla racémica), algo que no habría sido posible con las técnicas disponibles en la actualidad (como el dicroísmo circular)·
Conocer al detalle la estructura de los polímeros helicoidales se ha revelado como una de las claves para abordar el diseño de nuevas aplicaciones basadas en la disposición tridimensional de estos, por lo que el trabajo resultará de gran importancia de cara al diseño de nuevos sensores y catalizadores, entre otros·

En la investigación, dirigida por el investigador Ramón y Cajal Félix Freire y desarrollada por el doctorando Rafael Rodríguez (ambos miembros del Grupo de Investigación del CiQUS liderado por los profesores Emilio Quiñoá y Ricardo Riguera, coautores del trabajo), han participado también Jordi Ignés Mullol y Francesc Sagués, del Institut de Nanociència i Nanotecnologia (Universitat de Barcelona)·

Este es el primer ejemplo de un polímero dinámico helicoidal y quiral que muestra un agrupamiento selectivo en una monocapa 2D según el sentido de giro· El polímero se comporta como una mezcla dinámica "racémica" de hélices a izquierda y derecha en disolución, pero durante su deposición por Langmuir-Schaefer en grafito, produce campos quirales separados en monocapas 2D formadas por empaquetamientos selectivos de estructuras helicoidales a izquierda o a derecha, es decir, no mezclados· El empaquetamiento selectivo del polímero en la monocapa 2D también se demuestra por la presencia de hélices superenrolladas, a derecha e izquierda, y separadas·

Es necesario destacar también la importancia de la técnica de deposición de Langmuir-Schaefer (LS), empleada en este trabajo por primera vez para generar monocapas 2D útiles con el fin de obtener imágenes de AFM de alta resolución· Esta técnica ha demostrado ser crucial para obtener monocapas de buena calidad a partir de polímeros helicoidales con pendants cortos, donde otras técnicas tales como el spin-coating, drop-casting y Langmuir-Blodgett (LB) fallaron· De esta manera, los parámetros helicoidales clave (como sentido de giro, paso, ángulo de empaquetamiento, etc·) son fácilmente medibles·