Laboratorio de Dendrímeros Biomiméticos y Fotónica

 

Síntesis de Estructuras Dendrimericas (Dendrimeros y Dendrones)

Los dendrímeros son moléculas políméricas con arquitecturas tridimensionales altamente ramificadas y regulares, que se sintetizan de forma controlada para dar lugar a compuestos monodispersos con propiedades físicas y químicas específicas. Debido a que las propiedades físicas y químicas de estas moléculas pueden ser moduladas mediante control y diseño durante el proceso de síntesis, los dendrímeros poseen una elevada versatilidad en sus aplicaciones y son objeto de estudio multidisciplinar en áreas como química, física, biología, medicina, ciencia de materiales, etc. Los elementos estructurales que componen un dendrímero son el núcleo, los monómeros o unidades repetitivas ramificadas y los grupos terminales. La estructura dendrimérica está caracterizada por “capas” entre cada punto focal llamadas generaciones. Los dendrímeros pueden formarse prácticamente a partir de cualquier estructura química que pueda ramificarse y pueden presentar una amplia variedad de funcionalidades dependiendo de qué estén construídos y cómo. Los dendrímeros se consideran las unidades básicas provenientes de síntesis con arquitectura más versátil a escala nanométrica, en cuanto a composición y estructura controlada se refiere.

Síntesis de marcadores fluorescentes

El uso de moléculas fluorescentes en investigación es el estándar en muchas aplicaciones, y su uso está aumentando continuamente debido a su versatilidad, sensibilidad y capacidades cuantitativas. Esta línea de investigación se centra en la síntesis y estudio fotofísico de sondas moleculares fluorescentes que nos permita el marcaje de moléculas específicas y su utilización en microscopía fluorescente. El desarrollo de sondas fluorescentes con alta estabilidad y rendimiento cuántico de emisión también permite su aplicación en sistemas más complejos como pueden ser dendrímeros o nanopartículas. Estos sistemas de mayor complejidad permiten desarrollos con aplicaciones en el ámbito de las ciencias de la salud así como en el campo de la biología y a nanoimagen.

Preparación de Partículas Sólidas adecuadas para el soporte de las estructuras Dendrimericas

Estamos trabajando con nanopartículas de sílice luminiscentes de diferentes tamaños y de distribución de tamaño homogénea. Como procedimiento de síntesis que emplean los métodos de Stober. Esta síntesis evita el uso de disolventes orgánicos potencialmente tóxicos y de agentes tensioactivos, además permite el uso de estas nanopartículas como nuevas sondas para imágenes biomédicas y como portadores para la administración de fármacos. Adicionalmente se están desarrollando materiales híbridos orgánico-silica para aplicarlos como biosensores. Las nanopartículas de sílice modificados se utilizan como soportes sólidos en ensayos in vitro para determinar si un paciente es alérgico o no específicamente a un fármaco.

Sensores Moleculares y Puertas Logícas Moleculares para el procesamiento de información biomédica

La electrónica molecular es un campo de la nanotecnología en el que se utiliza el diseño químico para fabricar estructuras moleculares que simulan el comportamiento de componentes electrónicos. Como en la electrónica clásica, el diseño químico ha sido capaz de producir moléculas que cubren casi por completo la amplia variedad de dispositivos electrónicos existentes. Uno de los dispositivos más interesantes son las llamadas puertas lógicas. Estos sistemas pueden dar una respuesta diferente (denominada output), dependiendo del estímulo que actúe sobre ellos (denominado input). La relación entre el estímulo y la respuesta (inputs y outputs) permite definir la lógica de un comportamiento que, de acuerdo con la lógica de Boolena, permite llevar a cabo los distintos operadores con diferentes niveles de complejidad: AND, OR, XOR, NAND, NOR, XNOR, INH, Half-Adder y Subtractor, Full-Adder y Subtractor, etc. En los dispositivos de electrónica clásicos, se miden os inputs y outputs como voltajes y las respuestas se miden de acuerdo con los umbrales de tensión definidos. Cuando hablamos de las puertas lógicas moleculares, los inputs y outputs pueden ser de distinta naturaleza: ópticos, químicos o eléctricos. Los dispositivos más comunes están diseñados de forma que los inputs son productos químicos (iones, diferencias de pH, etc) y los ouputs son ópticos, siendo posible medir la respuesta a través de absorción UV-vis o de fluorescencia.

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