Estudo da toxicidade do óxido de grafeno degradado e nanopartículas de óxido de ferro funcionalizadas sobre o organismo modelo Caenorhabditis elegans

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bortolozzo, Leandro de Sá, 1985-
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5448
Resumo: Orientador: Diego Stéfani Teodoro Martinez
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De fato, compreender os efeitos toxicológicos de nanomateriais durante seu ciclo de vida é fundamental para a exploração desses materiais em bases seguras e sustentáveis. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo principal estudar a toxicidade de nanomateriais do tipo óxido de grafeno (GO) e nanopartículas de óxido ferro (Fe3O4 NPs) sobre o organismo modelo Caenorhabditis elegans. No Capítulo 1 foi realizado uma revisão de literatura sobre o C. elegans em nanotoxicologia, incluindo suas vantagens, limitações e perspectivas futuras para seu emprego em protocolos de avaliação de segurança química. No Capítulo 2 foi dedicado para o estudo comparativo da toxicidade do GO e seu derivado degradado com água sanitária ou hipoclorito de sódio comercial (NaClO-GO), e onde também foi realizada uma integrada caracterização físico-química desses nanomateriais. Basicamente, verificamos que após a degradação química do GO, há uma drástica redução da sua toxicidade (mitigação) sobre o C. elegans, esses resultados sugerem que o hipoclorito de sódio pode ser um método de baixo custo, simples e efetivo em tratamento de resíduos e efluentes contendo materiais de grafeno. No Capítulo 3, realizamos o estudo da toxicidade de Fe3O4 NPs funcionalizadas com calixareno (Fe3O4@Calix) e modificadas com um complexo de tenoiltrifluoroacetona e európio (Fe3O4@Calix-TTA-Eu), na presença e ausência de matéria orgânica natural (NOM). A interação com NOM aumentou a estabilidade coloidal das nanopartículas estudadas em água mineral reconstituída e reduziu a toxicidade de ambas frente ao C. elegans, possivelmente devido a formação da "eco-corona" sobre a superfície das nanopartículas. Com base nos resultados obtidos neste trabalho podemos concluir que o C. elegans é um modelo biológico estratégico para triagem da toxicidade de diferentes tipos de nanomateriais, bem como de seus produtos de degração e transformações no ambiente na busca de melhores abordagens para mitigação da toxicidade e entendimento do ciclo de vida dos nanomateriais para apoiar a exploração tecnológica desses novos materiais com responsabilidade, segurança e sustentabilidade ambientalAbstract: There is growing interest focused on the technological development of innovative products and processes using multifunctional nanomaterials. However, it is necessary to proactively understand the potential impacts and risks of these nanometric materials on living organisms and the environment. In fact, understanding the toxicological effects of nanomaterials during their life cycle is essential for the exploration of these materials on a safe and sustainable basis. In this context, this work had as main objective to study the toxicity of graphene oxide (GO) nanomaterials and iron oxide nanoparticles (Fe3O4 NPs) on the model organism Caenorhabditis elegans. In Chapter 1, a literature review on C. elegans in nanotoxicology was carried out, including its advantages, limitations and future perspectives for its use in chemical safety assessment protocols and regulations. In Chapter 2, it was dedicated to the comparative study of the toxicity of GO and its derivative degraded with bleach or commercial sodium hypochlorite (NaClO-GO), and where an integrated physical-chemical characterization of these nanomaterials was also carried out. Basically, we found that after the chemical degradation of GO, there is a drastic reduction in its toxicity (mitigation) on C. elegans, these results suggest sodium hypochlorite may be an inexpensive, simple and effective method in treating waste and effluents containing graphene materials. In Chapter 3, we performed the toxicity study of Fe3O4 NPs functionalized with calixarene (Fe3O4 @ Calix) and with thenoyltrifluoroacetone an europium complex (Fe3O4@Calix-TTA-Eu ), in the presence and absence of natural organic matter (NOM). The interaction with NOM increased the colloidal stability of the studied nanoparticles in reconstituted mineral water and reduced the toxicity of both against C. elegans, possibly due to the formation of an "eco-corona" on the surface of the nanoparticles. In this way, based on the results obtained in this work, we can conclude that C. elegans is a strategic model for screening the toxicity of different types of nanomaterials, as well as their products for degeneration and transformations in the environment in the search for better approaches to mitigate toxicity associated with understanding the life cycle of nanomaterials, to support the technological exploration of these new materials with responsibility, safety and environmental sustainabilityDoutoradoAmbienteDoutor em TecnologiaCAPES23038006737/2012-53FAPESP[s.n.]Martinez, Diego Stéfani Teodoro, 1982-Coluci, Vitor RafaelViana Neto, Bartolomeu CruzSouza, Lucas AnjosBarbieri, EdisonUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de TecnologiaPrograma de Pós-Graduação em TecnologiaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASBortolozzo, Leandro de Sá, 1985-20212021-05-10T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (132 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/5448BORTOLOZZO, Leandro de Sá. Estudo da toxicidade do óxido de grafeno degradado e nanopartículas de óxido de ferro funcionalizadas sobre o organismo modelo Caenorhabditis elegans. 2021. 1 recurso online (132 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia, Limeira, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/5448. 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