Nuovi polimeri migliorano la risonanza magnetica
L'imaging per risonanza magnetica (IRM), che consente di visualizzare sottili "fette" di tessuto, ha consentito una diagnostica non invasiva di molte malattie dovute ad anomalie strutturali. Gli agenti di contrasto come il gadolinio(III) paramagnetico o Gd(III), utilizzati per aumentare le differenze tra i vari tipi di tessuto, hanno giocato un ruolo fondamentale nel successo dell'IRM. Lo sviluppo di complessi sopramolecolari basati su unità molecolari chelanti di Gd(III) autoassemblate può combinare i vantaggi delle due derivazioni ad alto e basso peso molecolare. Mentre l'autoassemblaggio di molecole lineari in strutture sferiche o cilindriche è stato studiato in modo approfondito, la sua estensione all'autoassemblaggio in array ordinati monodimensionali (1D) come superpolimeri a barra è piuttosto rara. La costruzione di oggetti nanodimensionali autoassemblati e idrocompatibili utilizzando un preciso controllo di dimensioni, forma e funzionalizzazione delle caratteristiche è d'importanza cruciale per lo sviluppo di nuovi nanomateriali destinati agli agenti di contrasto per l'IRM. I ricercatori europei hanno dato avvio al progetto Sahnmat ("Self-assembly of helical functional nanomaterials") per sviluppare tecniche in grado di controllare la crescita di polimeri sopramolecolari acquosi 1D, con potenziali applicazioni nell'elettronica, nella sensorica e nella medicina rigenerativa. Gli scienziati si sono rivolti alla natura e all'autoassemblaggio dei sistemi biologici come la membrana cellulare a doppio strato fosfolipidico, comandato dalle interazioni idrofile (a carica relativa o "amanti" dell'acqua) o idrofobe (non polari o neutrali, "timorose" dell'acqua) tra le molecole. L'unità molecolare autoassemblante era basata su un nucleo simmetrico (C3 simmetrico benzene-1,3,5-tricarbossamide) che direzionava l'autoassemblaggio 1D in eliche (come molle distese) composte da pile di molecole di forma discoidale. Tale struttura è stata modificata per creare una tasca idrofoba nel nucleo. Modificando il bilancio delle forze di attrazione non covalenti all'interno del nucleo idrofobo e delle forze elettrostatiche repulsive sul bordo idrofilo si è riusciti a passare da gruppi allungati, simili a barre, a piccole strutture discrete. Ulteriori esperimenti spettroscopici hanno consentito la correlazione dei meccanismi di crescita con la morfologia delle strutture prodotte. Gli scienziati del progetto Sahnmat hanno dimostrato un metodo unico di autoassemblaggio direzionato in acqua di polimeri soperamolecolari, governato dalle interazioni tra particelle caricate elettricamente. I polimeri, promettenti potenziali blocchi per la costruzione di agenti di contrasto per l'IRM, potrebbero a vere un importante impatto sul futuro dell'imaging molecolare.
