Integrantes del grupo:

Líneas de Investigación

1. Monocapas de Langmuir y Películas Langmuir-Blodgett. Las monocapas de Langmuir se forman cuando una solución de moléculas anfifílicas, insolubles en agua, se esparcen con un solvente en la superficie del agua. Cuando el solvente se evapora, queda solo una membrana monomolecular formada por las moléculas de interés. Por otro lado, cuando las monocapas de Langmuir se transfieren de la interfase aire/agua a un substrato sólido, se conocen como películas Langmuir-Blodgett (LB). Estas películas son de mucho interés desde el punto de vista biológico y tecnológico. Por ejemplo, las películas LB han sido utilizadas como membranas modelo para tratar de entender mecanismos de transferencia de medicamentos a través de ella. También, existe la posibilidad de que las películas LB jueguen un papel muy importante en el desarrollo de nuevas tecnologías, relacionadas con electrónica molecular, materiales ópticos no lineales, sensores y transductores, películas protectoras, lubricación, etc.

En nuestro nuestros experimentos, formamos películas Langmuir-Blodgett para tratar de entender el comportamiento, de las películas formadas por materiales de interés biológico, a una escala microscópica por medio de microscopia de fuerza atómica (AFM). En este sentido hemos descubierto nuevos mecanismos de secado al estudiar películas colapsadas de ácidos grasos sobre mica. También, hemos observado una transición morfológica en colesterol, donde el colesterol cristalino hidratado pasa a formar un cristal deshidratado.

2. Fisicoquímica de Coloides en Interfaces y Geometrías Restringidas.Las partículas coloidales de látex estabilizadas por carga, pueden ser atrapadas en la interfase aire/agua debido a efectos de tensión superficial. Recientemente, hemos mostrado que estas partículas pueden formar diversos patrones que van desde la formación de vacíos coloidales circulares bien definidos, hasta la formación de clusters, pasando por formación de cadenas y espumas coloidales. Recientemente, hemos determinado el potencial de interacción a pares de partículas de 0.5 ?m, y encontramos que existe un mínimo secundario en el potencial de interacción, como resultado de la competencia de interacciones repulsivas y atractivas de largo alcance (ver Figura 2). En esta línea de investigación, las simulaciones computacionales también son una herramienta útil para tratar de entender el comportamiento fisicoquímico de estos sistemas. Así que estamos realizando simulaciones Monte Carlo de sistemas coloidales en la interfase aire/agua. Otros tipos de sistemas de partículas que hemos estudiado son fulerenos, nanotubos de carbono, proteínas, cápsides virales, etc.

3. Autoensamblamiento de Capsides Virales:Recientemente, hemos comenzado una colaboración con el grupo de fluidos complejos de la UCLA para estudiar el autoensamblamiento de capsides virales. Las capsides virales, por lo general, tienen forma icosahedral. Los virus se reproducen por autoensamblamiento dentro de la célula anfitriona cuando las proteínas que forman la cápside viral se autoensamblan alrededor del genoma del virus. Sin embargo, cuando las proteínas de la cápside se autoensambladas sin la presencia del genoma viral, se pueden formar otras estructuras. Aquí tenemos resultados donde hemos obtenido la formación de estructuras tipo cebolla de hasta 5 capas y nanotubos, similares a las estructuras de los fulerenos. Estos resultados son muy interesantes pues podemos controlar el autoensamble de las proteínas variando la fuerza iónica y el pH, para determinar el diagrama de fases. Otros aspectos que estamos abordando en estos estudios, es la formación de partículas tipo virus (VLPs) para aplicaciones medicas; hemos logrado diseñar y fabricar diferentes tipos de VLPs donde encapsidamos plásmidos con proteínas de la cápside del virus CCMV. También, encapsidamos nanopartículas de oro por medio de las proteínas de la cápside del virus de CCMV, y fabricamos nanoemulsiones con la idea de que pueden llevar medicamentos en su interior, y hemos determinado su estabilidad como función del tiempo.

4. FRET de moléculas individuales. En esta línea de investigación utilizamos la técnica de FRET (Forster Resonance Energy Transfer) a nivel de moléculas individuales. La excitación de un fluoroforo se transfiere a un segundo fluoroforo cercano. La eficiencia de esta transferencia de energía depende de la distancia, y por lo tanto el método es útil para medir distancias pequeñas, del orden de 1 a 10 nm, con mucha precisión. La medición de la excitación para moléculas individuales requiere de detección muy sensitiva, por lo cual se utilizan detectores de fotones individuales. Aplicaremos esta técnica para estudiar sistemas biológicos, como es la interacción de proteínas recombinantes con DNA, diferentes configuraciones secundaria de RNA pequeños, diferentes conformaciones moleculares en proteínas, etc. En la Figura 4 se muestra la configuración experimental de nuestro aparto, una figura esquemática de un segmento de DNA con los fluoroforos pegados en los extremos, los cuales se utilizan en la calibración, y los histogramas de FRET obtenidos de un DNA de 25 bp. El proyecto es en colaboración con el Prof. Alfredo Méndez (IF UASLP), Prof. Joan Anto (Universitat Politécnica de Catalunya), Prof. Joel Stavans (Weizmann Institute of Science) y Dr. Sergio Casas (IPICYT).