{"id":116863,"date":"2018-03-11T10:46:12","date_gmt":"2018-03-11T10:46:12","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/assemblydisassembly-of-bioinspired-single-chain-polymer-nanoparticles\/"},"modified":"2018-03-11T10:46:12","modified_gmt":"2018-03-11T10:46:12","slug":"assemblydisassembly-of-bioinspired-single-chain-polymer-nanoparticles","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/quimica-fisica\/assemblydisassembly-of-bioinspired-single-chain-polymer-nanoparticles\/","title":{"rendered":"Assembly&disassembly of bioinspired single-chain polymer nanoparticles"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Ana Belen Sanchez Sanchez <\/strong><\/h2>\n

La nanotecnolog\u00eda se define como la investigaci\u00f3n y el desarrollo de tecnolog\u00eda a nivel at\u00f3mico, molecular o macromolecular, en la escala comprendida entre 1 y 100 nan\u00f3metros, persiguiendo una comprensi\u00f3n fundamental de los fen\u00f3menos que ocurren en los materiales a escala nanom\u00e9trica. La nanotecnolog\u00eda se ha convertido en un \u00e1rea de convergencia entre la f\u00edsica, la qu\u00edmica, la biolog\u00eda, la medicina y la ingenier\u00eda de materiales, que aporta enfoques innovadores para la soluci\u00f3n de problemas fundamentales a d\u00eda de hoy (salud, energ\u00eda, medio ambiente, etc.). Ello es debido, por un lado, a las novedosas propiedades que presentan los materiales a escala nanom\u00e9trica; que permiten desarrollar sensores m\u00e1s precisos, catalizadores m\u00e1s eficientes, nuevos sistemas de liberaci\u00f3n de f\u00e1rmacos, membranas de filtraci\u00f3n m\u00e1s efectivas, etc. Y, por otro lado, de forma similar a la naturaleza, a la capacidad de auto-organizaci\u00f3n (autoensamblado) que presentan ciertos nano-objetos. Adem\u00e1s, estos nano-objetos de peque\u00f1o tama\u00f1o (tama\u00f1o < 5 - 15 nm) se ven como avanzados sistemas mim\u00e9ticos de las enzimas, a los que podr\u00eda dotarse de distintas propiedades.Objetivoel objetivo de mi tesis ha sido doble: por un lado, abrir nuevas rutas de s\u00edntesis de nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas unimoleculares (npus) de tama\u00f1o y forma definidos, tanto reversibles como irreversibles, profundizando en la caracterizaci\u00f3n de las mismas mediante la combinaci\u00f3n de t\u00e9cnicas experimentales (sec-malls, ftir, rmn, tga, dls, tem, saxs, sans, etc.) Con simulaciones multi-escala por ordenador. Y, por otro lado, demostrar que se puede dotar de caracter\u00edsticas funcionales a las npus: propiedades catal\u00edticas, dosificaci\u00f3n de medicamentos, desensamblado en funci\u00f3n del ph, etc.2resultadosen particular, en esta tesis se han desarrollado cuatro nuevas rutas de s\u00edntesisde nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas unimoleculares (npus):a) s\u00edntesis de nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas unimoleculares (npus) basadas encopol\u00edmeros de metacrilato de metilo y acrilato de propargilo, p(mma-co-pga), por combinaci\u00f3n de t\u00e9cnicas de polimerizaci\u00f3n raft y acoplamientoglaser-hay de alquinos.Se sintetizaron copol\u00edmeros p(mma-co-pga) mediante polimerizaci\u00f3n raftcon iniciaci\u00f3n redox a temperatura ambiente, para evitar posibles reaccionessecundarias sobre el triple enlace del mon\u00f3mero pga. Se obtuvo un controlpreciso del peso molecular, polidispersidad y composici\u00f3n de los copol\u00edmeroslineales p(mma-co-pga) sintetizados trabajando con un tiempo m\u00e1ximo depolimerizaci\u00f3n de 20 h y un contenido m\u00e1ximo de mon\u00f3mero pga en laalimentaci\u00f3n del 35%. La versatilidad de estos copol\u00edmeros permiti\u00f3 lapreparaci\u00f3n, por primera vez, de npus a temperatura ambiente y en atmosferade aire; mediante acoplamiento de alquinos catalizado por iones cobre (qu\u00edmica\u00c2\u00bfclick\u00c2\u00bf c-c) (ver figura 1).Figura 1. Formaci\u00f3n de nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas unimoleculares (npus) medianteacoplamiento de alquinos catalizado por iones cobre (qu\u00edmica \u00c2\u00bfclick\u00c2\u00bf c-c) a partir decopol\u00edmeros p(mma-co-pga).3b) s\u00edntesis de nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas unimoleculares (npus) basadas en copol\u00edmeros de metacrilato de metilo y metacrilato de 2-acetoacetoxi-etilo, p(mma-co-aema), por combinaci\u00f3n de t\u00e9cnicas de polimerizaci\u00f3n raft y acoplamiento a trav\u00e9s de la reacci\u00f3n de michael.Partiendo de copol\u00edmeros p(mma-co-aema) de alto peso molecular y baja polidispersidad sintetizados a trav\u00e9s de polimerizaci\u00f3n raft, se obtuvieron npus mediante acoplamiento a trav\u00e9s de la reacci\u00f3n de michael utilizando como entrecruzantes diferentes acrilatos multifuncionales. Medidas de sans combinadas con estudios de simulaciones multi-escala por ordenador revelaron que la morfolog\u00eda de estas nps en disoluci\u00f3n es similar a la morfolog\u00eda t\u00edpica de las prote\u00ednas intr\u00ednsicamente desordenadas (pids), mientras que en estado s\u00f3lido -una vez secas- adoptan una forma globular; tal y como se aprecia en las im\u00e1genes de tem de la figura 2.Figura 2. A) gr\u00e1fica de kratky obtenida mediante medidas de saxs en disoluci\u00f3n del copol\u00edmero p(mma-co-aema) (l\u00ednea azul) y de las nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas unimoleculares, npus (l\u00ednea verde) sintetizadas por acoplamiento a trav\u00e9s de la reacci\u00f3n de michael. B) imagen de tem de las npus en estado s\u00f3lido mostrando su estructura globular.4inspirados en la estructura elongada y multi-globular que presentan estas nanopart\u00edculas en disoluci\u00f3n, dichas npus fueron evaluadas con \u00e9xito para la dosificaci\u00f3n de compuestos bioactivos como la vitamina b9 (acido f\u00f3lico) y el hinokitiol (figura 2).Figura 3. Dosificaci\u00f3n simult\u00e1nea de los dos compuestos bioactivos (acido f\u00f3lico e hinokitiol) a partir de nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas unimoleculares (npus) sintetizadas por combinaci\u00f3n de t\u00e9cnicas de polimerizaci\u00f3n raft y acoplamiento a trav\u00e9s de la reacci\u00f3n de michael.C) s\u00edntesis de nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas unimoleculares (npus) basadas en copol\u00edmeros de metacrilato de metilo y metacrilato de 2-acetoacetoxi-etilo, p(mma-co-aema), por combinaci\u00f3n de t\u00e9cnicas de polimerizaci\u00f3n raft y complejaci\u00f3n de iones met\u00e1licos.Los mismos copol\u00edmeros p(mma-co-aema) se utilizaron para sintetizar nanopart\u00edculas unimoleculares mediante complejaci\u00f3n intramolecular de los grupos 2-acetoacetoxi-etilo con iones cu(ii) (ver figura 4). Aparte de profundizar en el estudio de estas npus mediante diferentes t\u00e9cnicas experimentales como: sec\/malls, tga, sans, rmn, etc. Se investigaron las propiedades catal\u00edticas y quimio-selectivas de las mismas en la s\u00edntesis de dialquinos. Lo m\u00e1s significativo que encontramos fue su especificidad catal\u00edtica a bajas concentraciones de cu (ii) durante la s\u00edntesis de dialquinos en presencia,h2onanopart\u00edculaunimolecular5de varios alquinos de la misma familia qu\u00edmica; un comportamiento que imitala elevada selectividad de las enzimas naturales (figura 5). Dicha especificidadcatal\u00edtica no se puede obtener con catalizadores cl\u00e1sicos como cucl2, cu(oac)2,cu(acac)2 en las mismas condiciones de reacci\u00f3n.Figura 4. S\u00edntesis de nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas unimoleculares (np1) a partir decopol\u00edmeros p(mma-co-aema) (p1) por complejaci\u00f3n de iones cu(ii).Figura 5. Especificidad selectiva mostrada por las nanopart\u00edculas polim\u00e9ricasunimoleculares entrecruzadas con iones de cu (ii).Cu(oac)2thf, r.T.O o=o o=ooop1 np1mmaaemao oooocuo oooo6d) s\u00edntesis de nanopart\u00edculas polim\u00e9ricas unimoleculares (npus) basadas en copol\u00edmeros de metacrilato de metilo y metacrilato de 2-acetoacetoxi-etilo, p(mma-co-aema), por combinaci\u00f3n de t\u00e9cnicas de polimerizaci\u00f3n raft y formaci\u00f3n de enaminas.Finalmente, teniendo en cuenta el gran potencial que presentan los enlaces covalentes din\u00e1micos (ecds) a la hora de desarrollar nanopart\u00edculas con capacidad de responder a est\u00edmulos externos, se prepararon npus a trav\u00e9s de la formaci\u00f3n de enaminas que respond\u00edan con cambios estructurales significativos (ensamblado\/desensamblado) a cambios de ph. Para ello se utilizaron copol\u00edmeros p(mma-co-aema) de bajo peso molecular y baja polidispersidad sintetizados mediante polimerizaci\u00f3n raft. Dichos precursores se funcionalizaron con mono-aminas que posteriormente se intercambiaron con diaminas durante el proceso de formaci\u00f3n de las npus. Como ejemplo de la versatilidad de los ecds, estas npus pueden desensamblarse en medio \u00e1cido y volver a ensamblarse cambiando el ph.Figura 6. Ilustraci\u00f3n esquem\u00e1tica del ensamblado \/ desensamblado de npus sintetizadas mediante la formaci\u00f3n de enlaces covalentes din\u00e1micos (ecds) del tipo enamina.P(mma-co-aema)=thf, r.Tthf, r.Th3po4polimerofuncionalizadonpsthf, r.T\n\n\n\n \n\n\n

Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abAssembly&disassembly of bioinspired single-chain polymer nanoparticles<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
    \n
  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Assembly&disassembly of bioinspired single-chain polymer nanoparticles <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Ana Belen Sanchez Sanchez <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Pa\u00eds vasco\/euskal herriko unibertsitatea<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 15\/12\/2014<\/li>\n<\/ul>\n

     <\/p>\n

    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
      \n
    • Director de la tesis<\/strong>\n
        \n
      • Jos\u00e9 A. Pomposo Alonso<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
          \n
        • Presidente del tribunal: Juan Colmenero de leon <\/li>\n
        • anja Palmans — (vocal)<\/li>\n
        • antx\u00f3n Mart\u00ednez de ilarduya s\u00e1ez de asteasu (vocal)<\/li>\n
        • enrique L\u00f3pez cabarcos (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

           <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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