Resumen de Application of conducting polymers in nanobiotechnology
Bruno José Da Cruz Teixeira Dias
Esta tesis describe diferentes aplicaciones en el ámbito de la nanobiotecnología de los polímeros conductores generados electroquímicamente. El objetivo principal de la Tesis, que además es el nexo común de los diferentes estudios que se presentan en los Capítulos 4 al 6, es el análisis de las interacciones entre los polímeros conductores sintéticos y diversas entidades biológicas (ADN, proteínas, polisacáridos, pequeños péptidos, drogas, y células). Uno de los retos más importantes de esta Tesis ha sido la caracterización de las interacciones entre los polímeros conductores y el ADN. Los estudios descritos a lo largo del Capítulo 4 ponen en evidencia la existencia de interacciones específicas por puentes de hidrógeno entre plásmidos de ADN y polímeros conductores con sustituyentes polares. Estas interacciones específicas actúan reforzando las interacciones electrostáticas convencionales intrínsecas a la naturaleza cargada de ambos sistemas. Con la intención de obtener la máxima información acerca de estas interacciones, los estudios se han centrado esencialmente en el poli(3,4-etilendioxitiofeno), un polímero conductor con excelentes propiedades y un amplio número de aplicaciones tecnológicas. Los cambios estructurales que se producen en el ADN como consecuencia de la formación de interacciones específicas, las preferencias del polímero conductor por secuencias nucleotídicas bien definidas, así como por con algunas bases nitrogenadas, han permitido proponer un mecanismo que explica la interacción entre las dos sistemas. Este mecanismo, que también se apoya en cálculos teóricos, es totalmente consistente con todos los datos experimentales descritos en esta Tesis. El Capítulo 5 está dedicado al análisis de la interacción entre las moléculas de morfina y los polímeros conductores. Dentro de este contexto general, este el proposito general de este bloque de resultados ha sido optimizar las condiciones necesarias para la detección de esta droga con poli(N-metilpirrol) y con poli(3,4-etilendioxitiofeno). Los estudios se han realizado teniendo en cuenta el efecto de: la morfología del polímero (es decir, se han examinado las tanto películas planas como películas formadas por microestructuras huecas con morfología tipo rosquilla), el tiempo de incubación con la morfina, y el pH del entono. En todos los casos la detección se ha realizado mediante técnicas electroquímicas, que incluyen tanto la espectroscopia de impedancia electroquímica, como la voltametría cíclica. Los resultados reflejan que, en condiciones controladas, los polímeros estudiados muestran no solo una elevada capacidad para capturar las moléculas de morfina, sino también para retenerlas por un período de tiempo largo. Se ha propuesto la fabricación de un dispositivo portátil para la detección de drogas basado en polímeros conductores. El Capítulo 6 es dedicado a la preparación y caracterización de nuevos biocomposites conductores híbridos para aplicaciones en nanobiotecnología y biomedicina. Concretamente, este bloque de resultados presenta la electropolimerización del poli(3,4-etilendioxitiofeno) con diferentes biomoléculas (es decir, un enzima, poli- y oligosacáridos, y un péptido) y la interacción de estos nuevos materiales híbridos con células. Se ha descubierto que, estos biocomposites conservan las propiedades electroquímicas del polímero conductor y que, además, muestran una prominente actividad celular. Los biocomposites que contienen lisozima, forman películas compactas y estables, muestran una elevada actividad bactericida contra las bacterias Gram (+), la cual es debida a que el enzima se libera de forma controlada. La actividad celular observada en los materiales que contienen dextrinas, sugiere que estos biocomposites son candidatos potenciales para la fabricación de soportes celulares. La incorporación de una baja concentración del CREKA en el polímero, tiene un efecto muy positivo en las propiedades electroquímicas del polímero conductor, mejorandolas.
