Ensamblaje de matrices nanoestructuradas en películas de langmuir

Resumen

1. introducción o motivación de la tesis Los objetivos globales que se han marcado son: • Preparación de películas delgadas de materiales orgánicos (lípidos, dipéptidos y nucleolípido) y caracterización de interacciones entre dichos sistemas y diversos compuestos como son híbridos inorgánicos (quantum dots) o bases nitrogenadas (guanina) en la interfase aire-agua, así como su posterior transferencia a soportes sólidos mediante las técnicas de Langmuir-Blodgett y Langmuir-Schaefer. • Planificación y diseño de mecanismos de interacción y ensamblaje de compuestos mencionados en el punto anterior, en función de sus propiedades fisicoquímica, con objeto de desarrollar una determinada estructura deseada. • Análisis de las organizaciones moleculares formadas en sistemas bidimensionales 2D, características para cada compuesto, mediante diferentes técnicas de tipo óptico, tanto en la interfase aire-agua como aire-sólido. • Estudio del impacto de los distintos compuestos orgánicos e inorgánicos sobre superficies lipídicas construidas en la interfase aire-agua y que actúan como modelo de membranas celulares, y sus posibles aplicaciones biológicas. 2.contenido de la investigación El contenido de la Tesis se podría dividir en tres investigaciones, cada una centrada en el estudio de un determinado compuesto: los dipéptidos por su propiedad de auto-ensamblaje; los quantum dots por su uso como marcadores en bioimagen y su aplicación en sistemas vivos; y las bases nitrogenadas por su reconocimiento molecular característico del ARN y del ADN. Mediante las técnicas de balanza de Langmuir, espectroscopía de reflexión UV-Visible y microscopía de ángulo Brewster se caracterizó la interfase aire-agua, mediante la transferencia de las monocapas formadas en esta interfase a sustratos sólidos, mediante procesos de Langmuir-Blodgett y Langmuir-Schaefer, se caracterizó la interfase aire-sólido gracias a espectroscopía de absorción UV-Visible y dicroísmo circular. Finalmente, mediante dispersión de luz dinámica se compró las posibles formaciones de estructuras en medio líquido de dipéptidos, en particular. 3.conclusión Los resultados presentados a lo largo de la Tesis contribuyen a la compresión de la formación y comportamiento de monocapas y abre nuevas perspectivas a futuras aplicaciones potenciales que exploten la funcionalidad de dichas películas, así como establece el uso de la técnica de Langmuir, Langmuir-Blodgett, Langmuir-Shaefer, así como diversas técnicas ópticas, como método de caracterización de dichos sistemas. Específicamente: • Se han establecido por primera vez las estructuras supramoleculares de diversos Fmoc-dipeptidos en sistemas 2D mediante auto-ensamblaje. Experimentalmente, se ha observado la relevancia del coeficiente de reparto como magnitud macroscópica simple que permite predecir sus propiedades en la interfase. • Se ha comprobado el efecto de la secuencia y la estructura química de los distintos aminoácidos que forman los Fmoc-dipeptidos a la hora de interaccionar con una membrana modelo y el efecto de la hidrofobicidad de éstos en dicha interacción. • Se ha demostrado el aumento de interacción entre quantum dots y membranas biológicas con el uso de ligandos fluorinados. Este aumento de la actividad en su superficie mediante interacciones hidrofóbicas facilita la internalización celular de los mismos. • Se ha constatado la interacción entre la citosina, presente en la cabeza polar de nuestro nucleolípido y la guanina existente en el medio acuoso. Es más, se ha podido observar el efecto de este reconocimiento en la orientación de la cabeza polar y como afecta al empaquetamiento del sistema. Finalmente, se ha aplicado positivamente a sistemas mixtos, acercando el sistema a sistemas complejos. 4. bibliografía Artículos derivados de la Tesis: • “Unravelling the 2D self-assembly of Fmoc-dipeptides at fluid interfaces” by Pablo G. Argudo, Rafael Contreras-Montoya, Luis Álvarez de Cienfuegos, Juan M. Cuerva, Manuel Cano, David Alba-Molina, María T. Martín-Romero, Luis Camacho and Juan J. Giner-Casares, Soft Matter, 2018, 14, 9343-9350. • “Optimization of Amino Acid Sequence of Fmoc-Dipeptides for Interaction with Lipid Membranes” by Pablo G. Argudo, Rafael Contreras-Montoya, Luis Álvarez de Cienfuegos, María T. Martín-Romero, Luis Camacho and Juan J. Giner-Casares, J. Phys Chem. B, 2019, 123, 3721-3730. • “Surface-active fluorinated quantum dots for enhanced cellular uptake” by Pablo G. Argudo, Mónica Carril, María T. Martín-Romero, Juan J. Giner-Casares and Carolina Carrillo-Carrión, Chem. Eur. J., 2019, 25, 195-199. • “Fluorinated CdSe/ZnS quantum dots: Interactions with cell membrane” by Pablo G. Argudo, María T. Martín-Romero, Luis Camacho, Mónica Carril, Carolina Carrillo-Carrión and Juan J. Giner-Casares, Coll. And Surf. B, 2019, 173, 148-154. • “Folding of cytosine-based nucleolipid monolayer by guanine recognition at the air-water interface” by Pablo G. Argudo, Eulogia Muñoz, Juan J. Giner-Casares, María T. Martín-Romero and Luis Camacho, Coll. And Int. Sci, 2019, 537, 694-703.