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https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2181
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Obtenção de nanopartículas fluorescentes de quitosana para potencial aplicação biomédica |
Título(s) alternativo(s): | Obtention of fluorescent chitosan nanoparticles for potencial biomedical aplication |
Autor: | PADILHA, Andreia de Carvalho |
Primeiro orientador: | CAMPOS, Maria Gabriela Nogueira |
Primeiro coorientador: | VIVAS, Marcelo Gonçalves |
Primeiro membro da banca: | MELO, Maria do Socorro Fernandes |
Segundo membro da banca: | MARQUES, Rodrigo Fernando Costa |
Resumo: | A tecnologia de bioimagens aliada à nanomedicina é um campo de grande demanda no desenvolvimento de materiais que não necessitem de técnicas invasivas e que apresentem propriedades que permitam à sua aplicação biológica. A quitosana (Q) é um biopolímero que apresenta aplicações biomédicas interessantes devido a sua biocompatibilidade, biodegradabilidade e baixa toxicidade. Em contrapartida, sua baixa eficiência quântica de fluorescência natural limita sua utilização na área de bioimagem. Neste contexto, este trabalho teve como foco o estudo da fluorescência de nanopartículas de quitosana obtidas através de tratamento hidrotérmico em diferentes temperaturas e tempos de exposição utilizando ácido clorídrico (HCl), ácido cítrico (AC) e ácido acético (AAc) como solventes. Posteriormente, às nanopartículas de Q-HCl foi incorporado o fármaco metotrexato (MTX). As partículas foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), distribuição de tamanhos de partícula pela técnica de espalhamento de luz dinâmico (DLS) e carga de superfície (potencial Zeta). No estudo das propriedades fotoluminescentes das partículas de quitosana, estas foram caracterizadas por espectroscopia de UV-visível, por espectroscopia de fluorescência e quanto à eficiência quântica. Já com as nanopartículas incorporadas com MTX foi avaliada a eficiência de incorporação do fármaco. As sínteses com HCl e AC foram efetivas na formação de nanopartículas, comprovadas pela análise de DLS. Os espectros de FTIR demonstraram que a estrutura característica da quitosana foi mantida e que houve interação com o ácido. Os espectros de UV-visível e de fluorescência para Q-HCl e Q-AAc mostraram que a diminuição do tamanho das nanopartículas é acompanhada de uma mudança no formato e intensidade das bandas de absorção, excitação e emissão. O aumento da intensidade fluorescente foi comprovado pela determinação da eficiência quântica das partículas, evidenciando que o tratamento hidrotérmico potencializa suas propriedades fotoluminescentes, apresentando um aumento de 75 vezes para as NPs Q-HCl sintetizadas nas condições de 150°C por 120 minutos. Através da análise térmica foi observado que a incorporação do MTX proporcionou uma melhora na estabilidade térmica das nanopartículas. Por fim, a análise morfológica por MEV mostrou correlação com os diâmetros médios obtidos por DLS, demonstrou o formato esférico das nanopartículas de Q-HCl e Q-AC, bem como o aumento dos tamanhos das nanopartículas de quitosana após incorporação do MTX. A interação entre fármaco e quitosana também foi observada nos espectros de FTIR e a incorporação de MTX às NPs Q-HCl foi de 72,9%, acompanhado de alteração nos formatos das nanopartículas. |
Abstract: | The bioimaging technology allied to nanomedicine is a field of great demand on developing materials that do not require invasive techniques and which present properties that allow their biological application. Chitosan is a biopolymer that presents interesting biomedical applications due to its biocompatibility, biodegradability and low toxicity. In contrast, its low quantum natural yield limits its use in the bioimaging area. In this context, this work focused on the fluorescence study of chitosan nanoparticles obtained by hydrothermal treatment at different temperatures and exposure times using hydrochloric acid, citric acid and acetic acid as solvents. Subsequently, the drug methotrexate (MTX) was incorporated into the Q-HCl nanoparticles. The particles were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), particle size distribution by dynamic light scattering (DLS) and surface charge (Zeta potential). In the study of the photoluminescent properties of the chitosan particles, these were characterized by UV-visible spectroscopy, fluorescence spectroscopy and quantum yield. In addition, with the nanoparticles incorporated with MTX the efficiency of incorporation of the drug was evaluated. The synthesis with hydrochloric acid and citric acid were effective in the formation of nanoparticles, as evidenced by DLS analysis. The FTIR spectra demonstrated that the chitosan characteristic structure was maintained and that there was interaction with the acid. UV-visible and fluorescence spectra for chitosan-hydrochloric acid and chitosan-acetic acid showed that the decrease in nanoparticle size is accompanied by a change in the fluorescence intensity of the absorption, excitation and emission bands. The increase in fluorescence intensity was confirmed by the determination of the quantum yield of the particles, evidencing that the hydrothermal treatment potentiates its photoluminescent properties, presenting a 75-fold increase for the chitosan-hydrochloric acid nanoparticles synthesized at the conditions of 150°C for 120 minutes. Through thermal analysis it was observed that the incorporation of MTX provided an improvement in the thermal stability of the nanoparticles. Finally, the morphological analysis by SEM showed a correlation with the mean diameters obtained by DLS, demonstrated the spherical shape of the chitosan-hydrochloric acid and chitosan-citric acid nanoparticles, as well as the increase in size of chitosan nanoparticles after incorporation of MTX. The interaction between drug and chitosan was also observed in the FTIR spectra and the incorporation of MTX to the chitosan-hydrochloric acid nanoparticles was 72.9%, accompanied by changes in the nanoparticle formats. |
Palavras-chave: | Quitosana. Fluorescência. Metotrexato. |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Alfenas |
Sigla da instituição: | UNIFAL-MG |
Departamento: | Instituto de Ciência e Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
Citação: | PADILHA, Andreia de Carvalho. Obtenção de nanopartículas fluorescentes de quitosana para potencial aplicação biomédica. 2019. 73 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2019. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2181 |
Data de defesa: | 28-Fev-2019 |
Aparece nas coleções: | Mestrado |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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