Bioimageamento in vitro e in vivo com um sensor fluorescente derivado do núcleo benzotiadiazola seletivo para hidrazina

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Camila de Oliveira
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/50245
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2023.
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spelling Bioimageamento in vitro e in vivo com um sensor fluorescente derivado do núcleo benzotiadiazola seletivo para hidrazinaBenzotiadiazolasBioimageamentoHidrazinaTese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2023.Neste trabalho, apresentamos um estudo sobre a síntese, caracterização e aplicação de dois novos sensores fluorescentes de benzotiadiazola (BTD) para a detecção e quantificação de hidrazina (N2H4) em níveis celulares e multicelulares (in vivo). O desenvolvimento desses sensores tem grande relevância, pois a detecção precisa de hidrazina é de extrema importância em várias áreas, incluindo a indústria química e biológica. Primeiramente, descrevemos o projeto e a síntese cuidadosa das duas sondas, denominadas BTD-CHO e BTD-HZN. A caracterização completa das sondas foi realizada, e suas propriedades fotofísicas foram minuciosamente avaliadas. Demonstramos que o BTD-CHO é um corante fluorogênico projetado para atuar como um sensor altamente seletivo para a detecção rápida e sensível de hidrazina. Quando em contato com N2H4, o BTD-CHO produz o derivado BTD-HZN, liberando água como único subproduto. Esse mecanismo de reação seletivo é fundamental para garantir a precisão e a especificidade do sensor. Uma das características mais interessantes observadas foi a afinidade do BTD-CHO por gotículas lipídicas (LDs) dentro das células. Essa propriedade permite que o sensor se acumule eficientemente dentro dessas organelas, tornando-o especialmente adequado para a detecção de hidrazina em um ambiente intracelular. Com base nisso, conseguimos visualizar com eficiência os lipídios em um modelo celular desafiador, as microalgas Chlorella sorokiniana, utilizando os sensores BTD. A fim de avaliar o desempenho dos sensores em modelos multicelulares, conduzimos experimentos in vivo utilizando os organismos C. elegans e zebrafish (Danio rerio). Os resultados indicaram uma detecção rápida e eficiente do analito hidrazina em ambos os modelos multicelulares, demonstrando a aplicabilidade prática dos nossos sensores. Nossos achados representam uma importante contribuição para a área de sensores fluorescentes e abrem novas perspectivas para a detecção de hidrazina em diferentes contextos, com aplicações promissoras em pesquisas biológicas e aplicações industriais. Acreditamos que os sensores BTD têm o potencial de impulsionar estudos mais aprofundados sobre a detecção de hidrazina, facilitando a compreensão de seu papel em diversos processos celulares e permitindo sua monitoração em níveis intracelulares e multicelulares. Além disso, o desenvolvimento desses sensores representa um avanço significativo em direção a uma detecção mais precisa e sensível de hidrazina, abrindo caminho para a aplicação de novas tecnologias em diversas áreas.In this work, we present a comprehensive study on the synthesis, characterization and application of two new benzothiadiazole (BTD) fluorescent sensors for detection and quantification of hydrazine (N2H4) at cellular and multicellular levels (in vivo). The development of these sensors has a big voice, as the accurate detection of hydrazine is of utmost importance in several areas, including the chemical and biological industry. First, we describe the design and careful layout of the two probes, named BTD-CHO and BTD-HZN. The complete characterization of the probes was carried out, and their photophysical properties were thoroughly evaluated. We demonstrate that BTD-CHO is a fluorogenic dye designed to act as a highly selective sensor for the rapid and sensitive detection of hydrazine. When in contact with N2H4, BTD-CHO produces the BTD-HZN derivative, releasing water as the only by-product. This selective reaction mechanism is critical to ensure sensor accuracy and specificity. One of the most interesting features observed was the secretion of BTD-CHO by lipid droplets (LDs) inside cells. This property allows the sensor to efficiently accumulate within these organelles, making it especially suitable for detecting hydrazine in an intracellular environment. Based on this, I participated in efficiently visualizing lipids in a challenging cellular model, the microalgae Chlorella sorokiniana, using BTD sensors. In order to evaluate the performance of sensors in multicellular models, we conducted in vivo experiments using C. elegans and zebrafish (Danio rerio) organisms. The results indicated a fast and efficient detection of the hydrazine analyte in both multicellular models, demonstrating the practical applicability of our sensors. Our findings represent an important contribution to the field of fluorescent sensors and open new perspectives for the detection of hydrazine in different contexts, with promising applications in biological research and industrial applications. We believe that BTD sensors have the potential for more in-depth studies on hydrazine detection, facilitating the understanding of its role in different cells and allowing its monitoring at levels of intracellular and multicellular processes. Furthermore, the development of these sensors represents a significant advance towards a more accurate and sensitive detection of hydrazine, paving the way for the application of new technologies in several areas.Instituto de Química (IQ)Programa de Pós-Graduação em QuímicaSilveira Neto, Brenno Amaro daRodrigues, Marcelo OliveiraSantos, Camila de Oliveira2024-08-30T19:31:47Z2024-08-30T19:31:47Z2024-08-302023-07-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSANTOS, Camila de Oliveira. Bioimageamento in vitro e in vivo com um sensor fluorescente derivado do núcleo benzotiadiazola seletivo para hidrazina. 2023. xv, 72 f., il. Tese (Doutorado em Química) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio.unb.br/handle/10482/50245porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-08-30T19:31:48Zoai:repositorio.unb.br:10482/50245Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-08-30T19:31:48Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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