Синтетические полимеры могут привести к прогрессу в широком диапазоне биологических и биомедицинских приложений, таких как доставка лекарств, молекулярное обнаружение и биоимиджинг.«Достижение обратимости синтетических полимеров и наноматериалов было давней мечтой многих инженеров-биомедиков», — сказал Юн Ван, доцент кафедры биомедицинской инженерии. «Ученые хотят увидеть, как эти полимеры обращаются вспять или исчезают, когда мы закончим с ними, но это часто связано с использованием высоких температур и химических растворителей.
Помня об этой идее, целью нашего исследования было создание синтетических полимеров, которые разлагались бы без использование агрессивных элементов или повышенного напряжения. В принципе, полимеры можно было бы дополнительно настроить для синтеза разнообразного набора наноматериалов или объемных материалов ».Чтобы собрать динамические полимеры, исследователи связали инициаторы ДНК — прямые цепи ДНК с одним связывающим доменом — с двумя мономерами ДНК с несколькими доменами. Связанные молекулы образуют линейную двухцепочечную структуру ДНК с отдельной функциональной боковой группой.
Затем исследователи создали триггерную молекулу, которая прикрепилась к боковой группе и инициировала «обратный ход без участия каких-либо нефизиологических факторов», согласно недавней статье в Angewandte Chemie International Edition.Исследователи также показали, что разветвленные полимеры реагируют на тот же метод.
Разветвленные полимеры, синтезированные из прямого полимера и двух мономеров ДНК, давали две функциональные боковые группы со способностью реверсировать при индуцировании двумя молекулярными триггерами.Исследователи провели предварительное тестирование модели в воде с последующим тестированием на синтетических антителах.
Испытания антител доказали, что рост и деполимеризация линейных и разветвленных полимеров также возможны на поверхности микрочастиц и во внеклеточном матриксе.Ван и его команда надеются, что, объединив полимеры с различными молекулами и материалами, их результаты будут иметь ценность для ряда широких областей применения.