Estudio de las interacciones de las nanopartículas autoensambladas en un ELR anfifílico negativo y neutro utilizando modelos de membranas biológicas

Abstract

Las interacciones de nanopartículas es un aporte crucial para el desarrollo de aplicaciones como la libe- ración controlada de fármacos. En esta investigación se estudió las interacciones de nanopartículas de dos recombinámeros tipo elastina (ELR) siendo esta una estructura de tipo di-bloque con un modelo de membrana Langmuir, en superficies funcionalizadas con moléculas anfifílicas. El estudio de las nanopartículas ELR es debido a sus propiedades isoeléctricas esenciales, ya que comprenden moléculas aniónicas con cargas negativas y moléculas polares sin carga definiéndose como moléculas neutras. Principalmente se estudió el comportamiento y las propiedades de los ELR realizando un análisis como la temperatura de transición del autoensamblado con la técnica de espectrofotometría, además se caracterizó el tamaño de las nanopartículas del polímero y la diferencia de potencial demostrando sus propiedades isoeléctricas por medio del dinamic light scattering (DLS) y el potencial Zeta. Para las interacciones de las nanopartículas con las moléculas anfifílicas se utilizó la técnica de la microbalanza de cuarzo con disipación (QCM-D), determinando características como el espesor, masa, viscosidad y el módulo elástico, depositadas en las superficies de oro; Incluso se utilizó el microscopio de fuerza atómica (AFM) para estudiar la capa del polímero ELR depositada. Además, se realizó el estudio de las propiedades hidrofóbicas con la técnica del ángulo de contacto, siendo una técnica de control de calidad verificando que el proceso sea correcto. A partir de los resultados obtenidos, se demostró que el polímero SI tiene una interacción más fuerte y la formación de las capas son compactas y el polímero EI tiene una interacción ineficiente ya que la creación de las capas son de tipo blandas. Demostrando que las interacciones que ocurre con una membrana biológica depende del comportamiento de los ELR, sus propiedades isoeléctricas y la secuenciación de los ELR.

Nanoparticle interactions are a crucial contribution to the development of applications such as controlled drug release. In this research we studied the interactions of nanoparticles of two elastin-like recombinamers (ELR) being this a di-block type structure with a Langmuir membrane model, on surfaces functionalized with amphiphilic molecules. The study of ELR nanoparticles is due to their essential isoelectric properties, since they comprise anionic molecules with negative charges and uncharged polar molecules defined as neutral molecules. Mainly the behavior and properties of ELRs were studied by performing an analysis such as the self-assembly transition temperature with the spectrophotometry technique, also the size of the polymer nanoparticles and the potential difference were characterized demonstrating their isoelectric properties by means of dynamic light scattering (DLS) and Zeta potential. For the interactions of the nanoparticles with the amphiphilic molecules, the quartz microbalance with dissipation (QCM-D) technique was used, determining characteristics such as thickness, mass, viscosity and elastic modulus, deposited on the gold surfaces; atomic force microscopy (AFM) was also used to study the deposited ELR polymer layer. In addition, the study of the hydrophobic properties was carried out with the contact angle technique, being a quality control technique verifying that the process is correct. From the results obtained, it was demonstrated that the SI polymer has a stronger interaction and the formation of the layers are compact and the EI polymer has an inefficient interaction since the creation of the layers are of soft type. Demonstrating that the interactions that occurs with a biological membrane depends on the behavior of the ELRs, their isoelectric properties and the sequencing of the ELRs.