Efeito da fotoexcitação na síntese de nanocompósitos biocompatíveis de ouro / Pluronic

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gomes, Deizilene de Souza Barbosa
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/34704
Resumo: Tese (Doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2018.
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spelling Efeito da fotoexcitação na síntese de nanocompósitos biocompatíveis de ouro / PluronicNanopartículas de ouroPluronic F127NanocompósitosNanopartículas - sínteseTese (Doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2018.Este trabalho apresenta uma nova alternativa para a síntese de nanopartículas de ouro a partir da mistura reacional de soluções do copolímero Pluronic F127 ( PLU) e ácido tetracloroáurico (HAuCl4), catalisada por fotoexcitação com radiação UV 254 nm. A radiação UV promove a excitação dos íons tetracloroaurato AuCl4- que se desproporcionam sucessivamente até o estado de valência zero. O copolímero PLU reduz os íons tetracloroaurato e estabiliza as nanopartículas de ouro (AuNPs) em meio aquoso, dando origem ao nanocompósito híbrido AuNP-PLU. O estudo foi realizado variando-se a concentração de PLU na faixa de 0,1 a 10 mmol L-1, enquanto a concentração de HAuCl4 variou de 1 a 4 mmol L-1. Os dados do monitoramento da absorção óptica da banda de ressonância plasmônica de superfície localizada das AuNPs, em função do tempo de reação, sugerem uma cinética de reação de 1° ordem com a constante de taxa ~0,40 s-1 para os nanocompósitos sintetizados com concentrações de PLU > 1 mmol L-1 e tempo de reação de 10 min. As micrografias dos nanocompósitos obtidas por MET revelaram AuNPs quase-esféricas e cristalinas, com diâmetro médio de 12 nm, enquanto o diâmetro hidrodinâmico (DH ) médio obtido por espalhamento dinâmico de luz foi de 37 nm. Amostras controle sintetizadas sem radiação UV têm diâmetro médio das AuNPs de 19 nm e formato poligonal, com DH ~ 50 nm. As análises da distribuição do coeficiente de sedimentação aparente obtidas por meio de ultracentrifugação analítica mostraram que a síntese fotoexcitada possui um único pico associado ao coeficiente de sedimentação para absorbância em 260 e 530 nm, indicando a presença de distribuição de tamanho de nanopartículas estreita, enquanto a amostra controle apresentou vários picos indicando a elevada polidispersão de tamanhos. Voltamogramas cíclicos mostraram que na síntese sob fotoexcitação ocorre a redução completa dos íons de ouro em todas as concentrações de PLU estudadas, enquanto que, no caso da amostra controle esse efeito ocorre apenas para concentrações de PLU > 2 mmol L-1. Análises termogravimétricas e de absorção atômica dos nanocompósitos permitiram estimar a quantidade de PLU nos nanocompósitos, mostrando que nas amostras fotoexcitadas é 5 vezes menor do que no AuNP-PLU controle, sem influenciar a estabilidade dos respectivos coloides (~ 60 dias). Os dados de espectroscopia no infravermelho (FTIR-ATR) e de Raman indicaram que as AuNPs estão ligadas, via coordenação, aos grupos éter do PLU . O tamanho dos nanocompósitos e das nanopartículas de ouro variou com a concentração de PLU, e permaneceu constante com a variação da concentração do precursor metálico. A mistura reacional otimizada para a formação das AuNPs foi a de razão molar HAuCl4/PLU=1. Ensaios biológicos in vitro em células NIH-3T3 mostraram que os nanocompósitos são biocompatíveis para tempos de incubação de até 24h, para concentrações de PLU < 0,18 mmol L-1 e de Au0 < 0,34 mmol L-1.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Rondônia (FAPERO); Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF) e Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).This work presents a new alternative for the synthesis of gold nanoparticles catalyzed by photoexcitation with 254 nm UV radiation from a reaction mixture prepared from triblock copolymers (Pluronic F127 or PLU) and tetrachloroauric acid (HAuCl4). UV radiation promotes the excitation of tetrachloroaurate ions AuCl4- which disproportionate successively to the zero-valence state. The PLU copolymer also reduces the tetrachloroaurate ions and exerts the steric stabilizer function of the gold nanoparticles (AuNPs) formed to form the AuNP-PLU hybrid nanocomposite. The monitoring of the optical absorption of the localized surface plasmon resonance band (LSPR) of the AuNPs as a function of the reaction time suggests a first order reaction kinetics with the rate constant ~0.40 s-1 for the nanocomposites synthesized with UV light at concentrations of PLU > 1 mmol L-1 where the reaction time is estimated to be 10 min. Micrographs of the nanocomposites obtained by MET reveal quasi-spherical and highly crystalline AuNPs with a mean diameter of 12 nm for the metallic core and a hydrodynamic diameter of 37 nm due to PLU shell. Control samples synthesized without UV radiation have AuNPs with an average diameter of 19 nm and a polygonal shape, with DH ~ 50 nm. The analysis of the apparent sedimentation coefficient distribution (ls-g*(S)) obtained by analytical ultracentrifugation (SV-AUC) showed that the photoexcited synthesis has a single peak associated with the sedimentation coefficient S20,w of 947,10 S for absorbance at 260 and 530 nm indicating the presence narrow size distribution of nanoparticles, while the control sample showed several peaks indicating the high polydispersion of sizes. Cyclic voltammograms showed that in the synthesis under photoexcitation the complete reduction of the gold ions in all concentrations of PLU studied is observed, whereas in the case of the control sample this effect occurs only at concentrations of PLU > 2 mmol L-1. The thermogravimetric and atomic absorption analyzes of the nanocomposites allowed us to estimate that the amount of PLU in nanocomposites obtained with photoexcitation is 5 times lower than in the AuNP-PLU control, without influencing the stability of the respective colloids (~ 60 days). Infrared spectroscopy (FTIR-ATR) and Raman spectroscopy data indicate that AuNPs are linked, via coordination, to the ether groups of PLU. The size of the nanocomposites and the gold nanoparticles were altered with the PLU concentration, and remained constant when the concentration of the metal precursor was varied. The optimized reaction mixture for AuNP formation was the molar ratio HAuCl4/PLU=1. In vitro biological assays in NIH-3T3 cells have shown that nanocomposites are biocompatible for incubation times of up to 24 hours for concentrations of PLU < 0,18 mmol L-1 and Au0 < 0,34 mmol L-1.Instituto de Ciências Biológicas (IB)Programa de Pós-Graduação em Nanociência e NanobiotecnologiaSoler, Maria Aparecida GodoyPaterno, Leonardo GiordanoGomes, Deizilene de Souza Barbosa2019-06-04T20:27:16Z2019-06-04T20:27:16Z2019-06-042018-12-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfGOMES, Deizilene de Souza Barbosa. Efeito da fotoexcitação na síntese de nanocompósitos biocompatíveis de ouro / Pluronic. 2018. 79 f., il. Tese (Doutorado em Nanociência e Nanobiotecnologia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.http://repositorio.unb.br/handle/10482/34704info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-06-26T20:17:18Zoai:repositorio.unb.br:10482/34704Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-06-26T20:17:18Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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