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Método general y directo para la preparación de nanopartículas de marco metálico-orgánico funcionalizadas con

Shunzhi Wang1, C Michael McGuirk1, Michael B Ross1

  • 1Department of Chemistry and ‡International Institute for Nanotechnology, Northwestern University , 2145 Sheridan Road, Evanston, Illinois 60208, United States.

Journal of the American Chemical Society
|July 19, 2017
PubMed
Resumen

Los investigadores desarrollaron un nuevo método para unir el ADN a las nanopartículas de marco metálico-orgánico (MOF). Esta funcionalidad del ADN permite un control preciso sobre el ensamblaje de nanopartículas para materiales avanzados y aplicaciones biológicas.

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Área de la Ciencia:

  • Ciencias de los materiales
  • Nanotecnología
  • Química de coordinación

Sus antecedentes:

  • Las estructuras metálicas orgánicas (MOF) son materiales porosos con potencial para el almacenamiento y el transporte de carga.
  • Los métodos actuales para modificar las superficies de nanopartículas MOF son limitados, lo que dificulta las aplicaciones a medida.
  • El control de la funcionalidad de la superficie externa independientemente de la estructura es un desafío clave.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar una estrategia generalizable para la funcionalización superficial de las nanopartículas MOF.
  • Para utilizar el ADN como un ligando programable para el control de las interacciones entre partículas.
  • Para crear nuevos nanoclusters híbridos con propiedades sintonizables.

Principales métodos:

  • Se empleó una estrategia de coordinación basada en la química para funcionalizar los nodos metálicos externos de las nanopartículas MOF.
  • Se utilizaron oligonucleótidos modificados por fosfato terminal (ADN) para la modificación de la superficie.
  • Se funcionaron con éxito nueve tipos distintos de nanopartículas MOF (Zr, Cr, Fe, Al).

Principales resultados:

  • Demostró un método generalizable para la funcionalidad del ADN en varias composiciones de MOF.
  • Sintetizó 11 nanocúmulos de núcleo de partículas inorgánicas MOF únicas utilizando interacciones de ADN.
  • Logró un control independiente sobre la estequiometría, el tamaño, la forma y la composición de los nanocúmulos híbridos.

Conclusiones:

  • Estableció una plataforma versátil para crear conjugados de ácido nucleico y nanopartículas.
  • Estos nuevos conjugados pueden servir como bloques de construcción programables para materiales avanzados.
  • Las aplicaciones potenciales incluyen sondas para procesos intracelulares y sistemas de entrega dirigidos.