DISEÑO, SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES Y MÁQUINAS MOLECULARES FOTOSENSIBLES BASADOS EN POLIPÉPTIDOS TIPO ELASTINA

Autor: REBOTO RODRÍGUEZ VIRGINIA
Año: 2003
Universidad: VALLADOLID
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES
Director: RODRÍGUEZ CABELLO JOSÉ CARLOS
Tribunal: SAJA SAÉZ JOSÉ ANTONIO DE , SAN ROMÁN DEL BARRIO JULIO , GIL MUR FRANCESC XAVIER , JORGE HERRERO EDUARDO , ALONSO RODRIGO MATILDE
Resumen de la tesis

Los desarrollos en campos como la biomedicina, biomateriales, nanotecnología y las nuevas tendencias analíticas basadas en sistemas micreofluídicos y lab-on-a-chip dependen críticamente del desarrollo de materiales cada vez más funcionales y sofisticados. Entre las demandas más importantes se encuentran la de materiales inteligentes. Éstos se caracterizan por tener una determinada respuesta, altamente no lineal, frente a un cambio o señal que aparece en su entorno. Entre este tipo de materiales destacan aquellos que son sensibles a la luz de una determinada frecuencia, pues este elemento de control es fácilmente gobernable tanto en el espacio como en el tiempo. Este trabajo tiene como objetivo el desarrollo de nuevos sístemas polímeros fotosensibles que presenten mayor eficacia y funcionalidad que los polímeros fotosensibles descritos en la bibliografía. Para ello, como hipótesis original en este trabajo, haremos uso de una base polímera de reciente descubrimiento, los polímeros tipo elastina. Estos polímeros, de naturaleza polipeptídica, se han construido a partir de secuencias que aparecen de forma abundante en la elastina natural. De entre ellas destaca la secuencia V-P-G-V-G. Este monómero y sus modificaciones serán empleadas en este trabajo. Usando técnicas convencionales de síntesis de polipéptidos se han sintetizado los siguientes polímeros: pli[fV(VPGVG)-Fg(VPGXG), donde X representa el ácido glutámico (E) en un caso o la p-fenilazofenilalanina en el otro y fV y fG fraciones morales. El primer grupo de materiales fotocrómicos se ha obtenido conjugando el p-fenilazobenceno o un derivado spiropiránico sobre el grupo gamma-carboxilo del ácido glutámico. En el otro se introduce el aminoácido artificial p-fenilazofenilalanina que es cromóforo por si mismo. Para ambos tips de cromóforos (azo y spiro), los cambios reversibles producidos en la geometría y polaridad del cromóforo por los distintos ciclos de iluminación (UV-Vis en ambos casos o Luz-Oscuridad en el caso del aspiro derivado) modifican las características del polímero, y en concreto desplazan la temperatura de transición del polímero hacía mayores temperaturas cuando el cromóforo se encuentra en su estado más polar. Esto permite hacer uso del mecanismo Delta Tt, en virtud del cual estos polímeros, de forma isoterma, son capaces de conmutar entre su forma desplegada (soluble) y plegada (insoluble) siguiendo los diferentes regímenes de iluminación. Para el caso del polímero conteniendo p-fenilazofenilalanina, también se describe su interacción con el oligosacárido cíclico alfa-ciclodextrina (CD). Mediante la interacción selectiva (formación de complejos de inclusión) de este compuesto con la forma trans del cromóforo se consigue una fuerte ampliación de la fotorespuesta del sistema. Mediante este método, se consigue desplazar las temperaturas de trabajo a voluntad, llegando a temperaturas ambientes o corporales y se amplía enormemente la anchura de la ventana de temperaturas de trabajo. En todos los casos, además, se han conseguido los objetivos propuestos pues los materiales aquí obtenidos son fotocrónicos funcionales con una elevada eficiencia pues sólo son necesarios 2-3 comóforos cada 100 aminoácidos para ser funcionales y son capaces de trabajar en simples disoluciones acuosas.
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