Tesis doctoral de María Eugenia Pérez Ojeda Rodríguez
La presente tesis doctoral describe la síntesis y estudio de nuevos nanomateriales híbridos orgánico-inorgánicos sensibilizados en todo el espectro visible por incorporación de colorantes específicos para aplicaciones optoelectrónicas y biofotónicas. Su diseño, síntesis y estudio detallado, nos han permitido ampliar los conocimientos sobre los procesos que regulan sus propiedades en relación con su estructura para la obtención de nuevos materiales funcionales.Se han desarrollado colorantes orgánicos e híbridos con emisión láser modulada para aplicaciones optoelectrónicas (capítulos 1 y 2) mediante la síntesis de colorantes de la familia de los bodipys (boradiazadipirrometenos). En función de la posición, número y naturaleza del sustituyente introducido en su estructura, hemos obtenido compuestos con emisión de fluorescencia y láser altamente eficiente y estable en todo el espectro visible, desde 450 hasta 740 nm, tanto en disolución como en estado sólido. Por otro lado, para incrementar la estabilidad de estos sistemas y evitar la degradación térmica que limita su aplicación, se han sintetizado nuevos materiales híbridos por unión covalente del colorante a un oligosilsesquioxano poliédrico (poss t8), que presenta un núcleo inorgánico de estructura cúbica y fórmula molecular (sio1.5)8. El carácter hibrido del poss proporciona un canal de disipación de energía térmica sin afectar a las propiedades ópticas del colorante y provoca un incremento de estabilidad.Se han desarrollo además nuevos materiales híbridos basados en poss para su empleo como nanobloques de construcción y autoensamblaje (capítulos 3 y 6) y para la presentación multivalente de carbohidratos, implicados en numerosos procesos biológicos (capítulos 4 y 5). Se ha llevado a cabo un estudio detallado del control del grado de funcionalización del núcleo de poss, empleando el octakis(3-azidopropil)octasilsesquioxano y la reacción ¿click¿ de cicloadición 1,3-dipolar azida-alquino catalizada por cu(i). Este estudio nos ha permitido la síntesis controlada de poss heterobifuncionales con grupos de reactividad ortogonal para su empleo como nanobloques de construcción. Así, se sintetizó un poss etiquetado fluorescentemente con una unidad de colorante y con 7 posiciones reactivas adicionales que permiten la introducción de epítopos para aplicaciones biológicas. Con esta metodología se han preparado poss etiquetados con bodipy, que se funcionalizaron después en las siete posiciones restantes con carbohidratos (manosa, galactosa y lactosa), variando el número de unidades sacarídicas (de 7 a 21) y la longitud del espaciador empleado, para obtener dendrímeros glicoconjugados. Estos glico-poss se han ensayado como sistemas multivalentes frente a proteínas de tipo lectina, que unen carbohidratos de forma específica y tienen gran relevancia en biología y biomedicina. Los compuestos funcionalizados con d-manosa, se estudiaron frente a la lectina concanavalina a empleando resonancia de plasmón de superficie (spr), microcalorimetría (itc) y anisotropía de fluorescencia (af), gracias a la sonda fluorescente incluida en su estructura. Se llevó a cabo además un estudio con células dendríticas del sistema inmune que sobre-expresan la lectina dc-sign, implicada en el reconocimiento de patógenos, empleando microscopía confocal de fluorescencia. Los compuestos funcionalizados con d-galactosa y lactosa se estudiaron frente a galectinas de interés biomédico mediante af. En último lugar, se ha llevado a cabo un estudio de la agregación de los glico-poss en medio acuoso empleando distintas técnicas biofísicas, incluyendo af, tem, gpc, rmn, afm, dls y ultracentrifugación analítica. Hemos concluido que el proceso de agregación está dirigido por la hidrofobia del núcleo de octasilsesquioxano y que se puede modular el grado de agregación controlando la composición global del híbrido orgánico-inorgánico. Se ha observado, además, que la agregación no afecta a su actividad biológica.
Datos académicos de la tesis doctoral «Desarrollo de nuevos nanomateriales híbridos con aplicaciones biofotónicas.«
- Título de la tesis: Desarrollo de nuevos nanomateriales híbridos con aplicaciones biofotónicas.
- Autor: María Eugenia Pérez Ojeda Rodríguez
- Universidad: Complutense de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 09/07/2014
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- moreno Gonzalo García
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Francisco Monroy muñoz
- ángel Costela gonzález (vocal)
- tomás Torres cebada (vocal)
- Muñoz valentín eva m. (vocal)