Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A utilização de novos materiais aplicados aos processos de separação por membranas tem sido objeto de constante pesquisa acadêmica e tecnológica. Na permeação de gases petroquímicos, a modificação de estruturas poliméricas e o uso de membranas de transporte facilitado por adição de sais contendo metais ou nanopartículas destacam-se dentre as opções disponíveis. Os objetivos deste trabalho foram avaliar alterações químicas, estruturais e térmicas na matriz polimérica de poli(uretano-ureia) (PUU) provocadas pela adição de nanopartículas de prata (AgNps) e obter dados de pemeabilidade de gases petroquímicos (C2H4, C2H6, CO2 e N2) para avaliar a influência das AgNps no transporte desses gases através do filme polimérico. Alterações nos espectros de FTIR nas bandas de estiramento das ligações C-O-C e C=O (uretânica e ureica), e deslocamentos nos picos de difração, demonstram que houve interação entre as AgNps e o oxigênio éter do PUU. A interação com as AgNps diminuiu a estabilidade térmica dos domínios flexíveis do polímero, região onde são encontrados os grupos éteres. As imagens de TEM mostraram que houve baixa dispersão das Nps na matriz polimérica. A interação das AgNps com o grupo éter diminuiu a permeabilidade de todos os gases, porém a redução da permeabilidade do CO2 e do C2H4 foi muito mais significativa, mostrando a interferência das AgNps na sorção desses dois gases. O transporte facilitado de olefinas através dos filmes poliméricos não foi observado, em parte, causado pela baixa dispersão das AgNps na matriz polimérica. Apesar da interação, não foi possível responder se a superfície das Nps estava ativada para o transporte facilitado. Contudo, através dos resultados do trabalho foi possível propor um mecanismo de interação entre as AgNps e o PUU, e verificar como a presença das Nps pode alterar a interação da matriz polimérica com gases petroquímicos / The use of new materials applied to processes of membrane separation has been the target of constant academic and technological researches. In permeation of petrochemical gases, the modification of polymeric structure to form facilitated transport membranes are one of the worthy available options. In this sense, the goal of this work is, not only evaluate the influence of the addition of silver nanoparticles (AgNps) in the chemical, morphological and thermal properties of poly(urethane urea) (PUU) films, but also obtain permeability data for some petrochemical gases (C2H4, C2H6, CO2 e N2). FTIR spectra exhibited changes in the C-O-C and C=O stretching bands profile of (from urethane and urea groups) and XRD analyses exhibited shifts in peaks. These results demonstrate the AgNps interacted with the ether oxygen of PUU. The interaction with AgNps reduced the thermal stability of polymer soft segments, where the ether linkages are located. TEM images showed a lower dispersion of Np in the polymer matrix. The interaction between AgNps and ether groups also decreased the permeability of all gases. Reduction of CO2 and C2H4 permeability were clear, demonstrating the hindrance of AgNps in the sorption of both gases. The olefin transport facilitated through the polymeric films was not verified. . This is partially caused by the lower dispersion of AgNps in the polymer matrix. Although an interaction between the AgNps and ether oxygen was observed, it was not possible to confirm if the Nps surface was really activated to facilitated transport. However, considering the results obtained it was possible to propose the interaction mechanism between AgNps and PUU; and also to indicate how the presence of Nps can change the interaction between the polymeric matrix and the petrochemical gases

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 3817465 bytes, checksum: 48db05ac5b1af395dffcbde5a5601151 (MD5) Previous issue date: 2012-08-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study consists of the acquisition, characterization and evaluation of antimicrobial silver nanoparticles and nanostructured Ag/ZnO. The silver nanoparticles were obtained through a new route using AgNO3 as precursor salt and ammonium citrate as reducing agent. Concerning the commercial zinc oxide, silver nanoparticles were impregnated using the microwave hydrothermal method at different synthesis times. Samples of Ag / ZnO nanostructured were characterized by using techniques of X-Ray Diffraction (DRX), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). The colloidal silver nanoparticles obtained during the processes were characterized through optical spectroscopy in the ultraviolet and visible (UV-Vis) regions. Antimicrobial activity assays were carried for the Ag / ZnO nanostructured and for colloidal silver nanoparticles. They were included six bacteria species as well as six fungal species. Analysis of toxic and cytotoxic activity was performed for colloidal silver nanoparticles on fingerlings of Poecilia Reticulata and Artemia salina. The results show that the chosen synthesis method is effective for silver synthesis, as well as for the process of impregnation of the silver nanoparticles on the commercial zinc oxide. The biological tests revealed significant antimicrobial activity of silver nanoparticles on the micro-organisms analyzed and their low toxicity. / Este trabalho consiste na obtenção, caracterização e avaliação antimicrobiana de nanopartículas de prata e Ag/ZnO nanoestruturado. As nanopartículas de prata foram obtidas através de uma nova rota utilizando AgNO3 como sal precursor e citrato de amônio como agente redutor. Sobre óxido de zinco comercial foram impregnadas nanopartículas de prata por meio do método hidrotermal de micro-ondas em diferentes tempos de síntese. As amostras Ag/ZnO nanoestruturado foram caracterizadas através das técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). As nanopartículas de prata coloidais obtidas durante os processos foram caracterizadas por meio da espectroscopia óptica na região do ultravioleta e visível (UV-Vis). Ensaios de atividade antimicrobiana foram procedidos para o Ag/ZnO nanoestruturado e para as nanopartículas de prata coloidal. Foram incluídas seis espécies bacterianas e seis espécies fúngicas. Análises da atividade tóxica e citotóxica, foram procedidas para as nanopartículas de prata coloidal sobre alevinos de Poecilia Reticulata e sobre Artemia salina. Os resultados demostram que método de síntese escolhido se mostrou eficaz para a síntese da prata, bem como no processo de impregnação das nanopartículas de prata sobre o óxido de zinco comercial. Os testes biológicos revelaram significativa atividade antimicrobiana das nanopartículas de prata sobre os micro-organismos analisados e a sua baixa toxidade.

Neste trabalho estudamos a interação de dois tipos de nanopartículas de prata metálica, obtidas pelo processo de poliol (IQUSP) e pelo método eletrolítico (Khemia®), em células de músculo liso. Um extenso trabalho de caracterização foi realizado, descrevendo a natureza físico-química dessas nanopartículas. Medidas de absorção óptica mostraram que as nanopartículas exibem bandas suaves em torno de 400 nm, região do azul do espectro eletromagnético, devido à ressonância dos plasmons de superfície, evidenciando a tendência à agregação com o tempo. Microscopia eletrônica de transmissão foi realizada para obter as imagens das nanopartículas em micrografias. Histogramas foram construídos para determinar o tamanho das NPs e o índice de polidispersividade. Espectros de EDS foram obtidos para a caracterização química das amostras. Difratogramas de raios X foram obtidos para as AgNPs. Os picos de difração foram indexados e revelaram uma única fase cristalina da prata, com estrutura cúbica e estado de oxidação, Ag0. Com o auxílio desses difratogramas, foram calculados o parâmetro de rede e a distância interplanar dos planos de difração. Utilizando a equação de Scherrer e um ajuste gaussiano dos picos de Ag mostrados nos difratogramas de raios X, foi possível obter o tamanho do cristalito para nanopartículas IQUSP. Experimentos de DLS mostraram distribuição de número monomodal para AgNPs Khemia® e, para AgNPs IQUSP lavadas, distribuição bimodal, estimando-se a distribuição de número e tamanho. Os resultados mostraram que a distribuição dominante é sempre para raios menores, sugerindo partículas menores que se agregam com o tempo e formam maiores dimensões. Resultados de SAXS mostraram que as amostras fornecem boa intensidade de espalhamento. Utilizando modelos teóricos foram calculados o raio médio da distribuição, polidispersividade e raio de giro. Os dados revelaram que as nanopartículas IQUSP possuem um raio maior que as AgNPs Khemia® e não apresentaram agregação. Em contrapartida, AgNPs Khemia® apresentaram maior agregação, com polidispersividade relativa de 72%. Para AgNPs IQ--USP, análises de SAXS forneceram tamanho de partícula comparável a TEM e bastante diferente de DLS. As medidas de SAXS para AgNPs Khemia® mostram diferenças com as medidas de TEM e DLS. Ficou evidente o efeito da agregação, que tem influências desde o preparo das amostras até o tempo de realização das medidas. Testes de citotocixidade e estudos de análise morfológica por microscopia de fluorescência evidenciaram as características citotóxicas de cada nanopartícula. Os resultados apresentados pela análise morfológica realizada com microscopia de fluorescência concordam com os testes de citotoxicidade. AgNPs IQUSP mostraram alta toxicidade até a concentração 9.37 mg/mL, onde as células são apresentadas com fragmentação nuclear. Em concentrações mais baixas, as AgNPs IQUSP exibiram características morfológicas comparáveis ao grupo controle. Por sua vez, AgNPs Khemia® mostram alta toxicidade até a concentração 1.37 mg/mL, com índice IC50 variando na faixa de 1.3 a 6.7 mg/mL. Foi possível observar que concentrações mais altas induzem à fragmentação nuclear, desencadeando processos como apoptose e necrose. Experimentos utilizando a técnica de OMTC demonstraram que as diferentes concentrações de nanopartículas de prata podem modificar a rigidez celular. Isto é evidenciado quando comparamos o grupo controle com os demais grupos, com as diferentes concentrações de NPs. Para concentrações mais altas de nanopartículas, verificou-se um aumento da viscoelasticidade. Os dois tipos de nanopartículas estudadas apresentaram mudanças nas propriedades mecânicas, mas as AgNPs Khemia® apresentaram um maior aumento na viscoelasticidade nas diferentes concentrações de NPs. Essa mudança na viscoelasticidade foi explicada como sendo devido à maior disponibilidade do cálcio, liberado por células apoptóticas, o qual é utilizado no complexo miosina-actina para gerar contração muscular. / In this work we study the interaction of two types of metallic silver nanoparticles, obtained by the polyol process (IQUSP) and the electrolytic method (Khemia®), in smooth muscle cells. An extensive characterization work was carried out, describing the physico-chemical nature of these nanoparticles. Optical absorption measurements showed that nanoparticles exhibit smooth bands around 400 nm, the blue region of the electromagnetic spectrum, due to the resonance of the surface plasmons, evidencing the tendency to aggregate with time. Transmission electron microscopy was performed to obtain images of the nanoparticles in micrographs. Histograms were constructed to determine the size of NPs and the index of polydispersity. EDS spectra were obtained for the chemical characterization of the samples. X-ray diffraction patterns were obtained for the AgNPs. The diffraction peaks have been indexed and showed a single crystal layer of silver, with cubic structure and oxidation state, Ag0. By means of these diffractograms, the network parameter and the interplanar distance of the diffraction planes were calculated. Using the Scherrer equation and a Gaussian fit of the Ag peaks shown in the X-ray diffractograms, it was possible to obtain the crystallite size for IQ-USP nanoparticles. DLS experiments showed monomodal number distribution for Khemia® AgNPs and, for washed IQUSP AgNPs, bimodal distribution, estimating the number and size distribution. The results showed that the dominant distribution is always for smaller rays, suggesting smaller particles that aggregate with time and form larger dimensions. SAXS results showed that the samples provide good scattering intensity. Using the theoretical models, the average radius of the distribution, polydispersity and radius of gyration were calculated. The data revealed that the IQUSP nanoparticles have a larger radius than the Khemia® and did not show aggregation. In contrast, Khemia® AgNPs showed higher aggregation, with 72% relative polydispersity. For IQ-USP AgNPs, SAXS analyzes provided particle size comparable to TEM and quite different from DLS. SAXS measurements for Khemia® AgNPs show differences with TEM and DLS measurements. It was evident the effect of the aggregation that has influences from the sample preparation until the time of performing the measurements. Cytotoxicity tests and morphological analysis studies by fluorescence microscopy evidenced the cytotoxic characteristics of each nanoparticle. The results presented by the morphological analysis performed with fluorescence microscopy agree with the cytotoxicity tests. IQ-USP nanoparticles showed high toxicity up to the concentration of 9.37 mg/mL, where the cells are presented with nuclear fragmentation. At lower concentrations, the IQUSP AgNPs exhibited morphological characteristics comparable to the control group. In addition, Khemia® AgNPs show high toxicity up to the concentration of 1.37 mg/mL, with IC50 in the range of 1.3 to 6.7 mg/mL. It was possible to observe that higher concentrations induce nuclear fragmentation, triggering processes such as apoptosis and necrosis. Experiments using the OMTC technique demonstrated that different concentrations of silver nanoparticles can modify cell stiffness. This is evidenced when we compare the control group with the other groups, with the different concentrations of NPs. For higher concentrations of nanoparticles, there was an increase in viscoelasticity. The two types of nanoparticles studied showed changes in mechanical properties, but Khemia® AgNPs showed a greater increase in viscoelasticity at different concentrations. This change in viscoelasticity was explained to be due to the increased availability of calcium, released by apoptotic cells, which is used in the myosin-actin complex to generate muscle contraction.

Orientador: Nelson Eduardo Duran Caballero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T21:56:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gaspari_PriscylaDanielyMarcato_D.pdf: 6273192 bytes, checksum: db4849654c2571f8912e25f768fdb43b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo deste projeto foi a preparação e a caracterização de sistemas micro e nanoestruturados no carreamento de diferentes substâncias. Micro e nanopartículas poliméricas, nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) e nanopartículas de prata assim como duas substâncias com diferentes solubilidades: um modelo de tripeptídeo (glutationa) hidrofílico e um filtro solar hidrofóbico (benzofenona-3) foram estudados. O objetivo deste trabalho foi a produção de uma plataforma de sistema micro e nanoestruturados com aplicação cosmética e farmacológica. Para isto, diferentes polímeros e lipídios foram estudados na preparação das partículas. Os métodos de preparação dos sistemas foram dependentes da solubilidade dos ativos assim como do tipo de material de cobertura. O método utilizado na preparação de nanopartículas de alginato/quitosana foi gelificação iônica. Para os polímeros poli(e-caprolactona) (PCL) e poli(hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV) foram utilizados os métodos de nanoprecipitação e emulsão (dupla ou simples) e evaporação de solvente. As NLS foram preparadas pelo método de homogeneização à alta pressão a quente e as nanopartículas de prata foram preparadas pelo método biossintético utilizando o fungo Fusarium oxysporum. A eficiência de encapsulamento do ativo hidrofílico glutationa foi dependente do tipo de nanoestrutura utilizada no seu encapsulamento. A maior eficiência de encapsulamento da glutationa foi de 35% em NLS-revestidas com quitosana e em nanopartículas de PCL. Em relação ao ativo lipofílico benzofenona-3, uma alta eficiência de encapsulamento (maior que 95%) foi verificada independente da micro ou nanoestrutura utilizada. Além disto, todas as partículas mostraram-se reprodutíveis e estáveis por até 1 mês e meio. Nos estudos de permeação em pele humana foi observado que as micropartículas de PHBV penetraram menos na pele do que as NLS devido, provavelmente, a diferença de diâmetro e flexibilidade destas duas partículas. Em relação às nanopartículas de prata, foi observado, por espectroscopia de UV-VIS que, em 28 horas, houve a formação das nanopartículas de prata estabilizadas por proteínas do fungo com diâmetro médio de 5 nm. Os tecidos de algodão e poliéster impregnados com estas partículas apresentaram atividade antimicrobiana frente a diversas bactérias Grampositiva e Gram-negativa. / Abstract: The aim of this project was preparation and characterization of micro and nanostructured system as carriers of different substances. Polymeric micro and nanoparticles, solid lipid nanoparticles (SLN) and silver nanoparticles as well as two substances with different solubilities: a model of hydrophilic tripeptide (glutathione) and a hydrophobic sunscreen (benzophenone-3) were studied. The goal of this work was also the production of micro and nanostructured system platform for cosmetic and pharmacological application. For that, different polymers and lipids were studied in the particles preparation. The particles preparation methods were dependents on active solubility as well as the kind of coverage material. The method of ionic gelation in alginate/chitosan nanoparticles preparation was used. For the polymers poly(e-caprolactone) and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (PHBV) were used nanoprecipitation and emulsion (double or simple) and solvent evaporation methods. SLN were prepared by hot high pressure homogenization method and silver nanoparticles by biosynthetic method with fungi Fusarium oxysporum. The encapsulation efficiency of hydrophilic active glutathione was dependent of the kind of nanostructure used in its encapsulation. The biggest encapsulation efficiency for glutathione was 35% in NLScovered with chitosan and in PCL nanoparticles. Regarding the lipophilic active benzophenone-3, high encapsulation efficiency (greater than 95%) was found independently of micro or nanostructure used. Furthermore, all particles were reproducible and stable at least for up to 1 month and half. In human skin permeation studies was observed that PHBV microparticles penetrated less in the skin than SLN, due to probably, to the difference in the diameter and flexibility of these two particles. Regarding the silver nanoparticles, it was observed, by UV-VIS spectroscopy that, in 28 hours, there was the formation of silver nanoparticles stabilized by proteins of the fungi with average size of 5 nm. The cotton and polyester fabrics impregnated with these particles exhibit antimicrobial activity against several bacteria Gram-positive and Gram-negative. / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Filmes híbridos fotoativos de Ormosil (silicatos organicamente modificados) contendo o polioxometalato de Keggin ácido fosfotungstico (H3PW12O40) e cátions Ag+ foram preparados por meio da rota sol-gel e deposição de filme por dip-coating. A caracterização por FTIR, Raman, XRF e DRX evidenciou a formação da matriz de organossilicato e o aprisionamento dos poliânions PW12O403- e cátions Ag+. O comportamento fotocrômico dos filmes de Ormosil-fosfotungstato baseiam-se na redução fotoinduzida do fosfotungstato por exposição à radiação UV, o que leva à formação de compostos coloridos de valência mista conhecidos como heteropolyblues. No entanto, a presença de cátions Ag+ altera completamente o comportamento fotocrômico destes filmes híbridos. Os poliânions de fosfotungstato fotorreduzidos são agentes redutores eficientes na redução dos cátions Ag+, resultando na formação in situ de nanopartículas de prata metálica na matriz híbrida como evidenciado pela intensa banda plasmônica centrada em 390 nm no espectro eletrônico da amostra. A caracterização por Uv-vis e Espectroscopia de Absorção de Raios X próxima a Borda de Absorção (XANES) mostrou que a foto-redução pode ser revertida por tratamento térmico o que caracteriza um comportamento fotocrômico reversível. O comportamento cinético da amostra foi analisado propondo mecanismos para as reações de redução e oxidação da prata, responsáveis pela alteração de coloração do material. O aprisionamento de compostos fotoativos em matrizes híbridas orgânico-inorgânico via sol-gel é uma estratégia interessante para a preparação de materiais fotocrômicos com potenciais aplicações tecnológicas. A reversibilidade fotocrômica destes materiais os torna bons candidatos para aplicação em sistemas de memória óptica, filtros óticos de passa-banda estreita, dispositivos de ótica não linear, sensores de radiação UV e revestimentos bactericidas. / Sol gel entrapment of photoactive compounds in organic-inorganic hybrid matrices is an interesting strategy for the preparation of photochromic materials with potential technological applications. In this study, we report the preparation of photoactive Ormosil (organically modified silicates) hybrid films containing the Keggin polyoxometalate phosphotungstate (H3PW12O40) and Ag+ cations by sol-gel synthesis and dip coating deposition. The materials have been characterized by infrared absorption spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy and X-ray Fluorescence (XRF), thus evidencing the formation of hybrid organosilicate matrix and the entrapment of the PW12O40-3 polyanions and Ag+ cations. The photochromic behavior of the Ormosil-phosphotungstate films is based on photoinduced reduction of phosphotungstate upon exposure to UV radiation, which leads to the formation of colored mixed valence compounds known as heteropolyblues. However, the presence of Ag+ cations completely changes the photochromic behavior of these hybrid films. The photoreduced phosphotungstate polyanions rapidly promote the reduction of Ag+ cations, resulting in the in situ formation of silver metal nanoparticles (Ag0) inside the hybrid matrix as evidenced by the intense plasmonic band centered at 390nm as shown by electronic, UV-vis, spectroscopy and its yellowish color. The Uv-vis and X-ray Near Edge Absorption Spectroscopy (XANES) characterization shown that this process is reversible and the yellowish color characteristic of the metallic silver nanoparticles disappears once the hybrid films are heated at 353 K. Thus, the coloration is achieved upon UV exposure and discoloration occurs upon simple heating. Therefore, the described photoactive properties, the prepared hybrid films have potential application in optical memory systems, single bandpass optical filters, non-linear optical devices, UV radiation sensors and bactericidal coatings.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-11-03T16:07:13Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lizandra Carol Babosa Shimizu Silvério - 2015.pdf: 4342053 bytes, checksum: 04dcfc6d24b8a0674a382b49c7be9c92 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-11-03T16:09:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lizandra Carol Babosa Shimizu Silvério - 2015.pdf: 4342053 bytes, checksum: 04dcfc6d24b8a0674a382b49c7be9c92 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T16:09:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lizandra Carol Babosa Shimizu Silvério - 2015.pdf: 4342053 bytes, checksum: 04dcfc6d24b8a0674a382b49c7be9c92 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-04-27 / This work concern to the characterization of the silver nanoparticles electrodeposition process into a carbon paste (CP), made by mixing carbon powder and mineral oil in the rate of 70/30, respectively. This electrode was used to investigate the dopamine oxidation and its quantification. Voltammetric studies of the electrodeposition process indicated that the silver reduction occurred by two different processes at potentials more negatives than 0.000 V and -0.150 V and it exhibited only one anodic peak to silver metallic oxidation. These two processes were dependent of the silver ion concentration into the CP. In addition, the reduction occurred mainly in the nearest layer of the carbon paste/aqueous solution interface which was strongly influenced by added NaCl into the CP. Scan electron microscopy (SEM) photographs indicated that the silver electrodeposition occurred on some flakes of carbon powder with a homogeneous silver nanoparticles layer, regardless of the composition of the modified CP. X ray diffraction analysis not showed diffraction lines to silver metallic that indicated silver nanoparticles or amorphous formation. The dopamine oxidation during the voltammetry at the carbon paste electrode containing AgNO3, without and with NaCl, occurred in parallel to silver oxidation at the same range of potential, which was aqueous solution composition dependent. The graphic of the anodic charger to the dopamine and silver oxidations obtained in NaCl solution exhibits linear relation in the range of 2.50 × 10-5 – 1.50 × 10-4 mol L-1, with linear regression equations qa = 2.77 + 4.50 × 10-3 [DA], but when sodium disulfite was added to the solution, it was not obtained a good reproducibility of the curve. In this case, this system was not satisfactory to determine dopamine in pharmaceutic formulations. / Este trabalho trata da caracterização do processo de eletrodeposição de nanopartículas de prata dentro de uma pasta de carbono (PC) feita pela mistura de pó de grafite e óleo mineral na razão de 70/30, respectivamente. Este eletrodo foi usado para investigar a oxidação de dopamina e sua quantificação. O estudo voltamétrico do processo de eletrodeposição indicou que a redução de prata ocorreu por dois processos diferentes a potenciais mais negativos que 0,000 V e -0,150 V e exibiu somente um pico anódico para oxidação da prata metálica. Estes dois processos foram dependentes da concentração de íons prata na PC. Ademais, a redução ocorreu principalmente na camada mais próxima da interface PC/solução aquosa, a qual foi fortemente influenciada pelo NaCl adicionado dentro da PC. Fotografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) indicaram que a eletrodeposição de prata ocorreu sobre algumas placas de grafite com uma camada homogênea de nanopartículas de prata, independentemente da composição da PC modificada. Análises por difração de raios X não mostraram linhas de difração para a prata metálica, indicativo da formação de nanopartículas de prata ou prata amorfa. A oxidação de dopamina durante a voltametria no eletrodo de pasta de carbono contendo AgNO3, sem e com NaCl, ocorreu em paralelo a oxidação de prata na mesma faixa de potencial, a qual foi dependente da composição da solução. O gráfico das cargas anódicas para a oxidação de dopamina e prata, obtido em solução de NaCl exibiu relação linear na faixa de 2,50 × 10-5 – 1,50 × 10-4 mol L-1, com equação de regressão linear qa = 2,77 + 4,50 × 10-3 [DA], porém quando se adicionou bissulfito de sódio à solução, não se obteve uma boa reprodutibilidade para a curva. Neste caso, este sistema, não foi satisfatório para a determinação de dopamina em formulações farmacêuticas.

Nanopartículas de prata foram preparadas pela redução química de íons prata (AgNO3) por borohidreto de sódio (NaBH4) na presença de poli-(N)-vinil-2-pirrolidona em solução de álcoois de cadeia curta. As nanopartículas de prata apresentaram maior estabilidade em 2- propanol, e o diâmetro aproximado das nanopartículas Ag0 obtidas neste solvente é de aproximadamente 6 nm. As propriedades fotofísicas dos corantes coumarinas e derivados de acridina, em 2-propanol, são afetados pela presença das nanopartículas de prata. A interação das nanopartículas de prata com os derivados de acridina leva a uma mudança espectral da banda de absorção de transferência de carga intramolecular ´ICT - intramolecular charge transfer´. Para dois dos derivados de acridina, há um aumento significativo de emissão com a adição inicial de nanopartículas de Ag0. Mas em altas concentrações de nanopartículas de prata, ocorre supressão estática de fluorescência, com uma progressiva diminuição da eficiência de fluorescência. A intensidade de fluorescência das amino coumarinas é somente suprimida pela presença de nanopartículas de prata em solução. / Silver nanoparticles were synthesized by chemical reduction of silver ions by sodium borohydride in the presence of poly-(N)-vinyl-2-pyrrolidone in solution of short chain alcohols. The nanoparticles are stable in 2-propanol, and the average diameter of the Ag colloid obtained in this solvent is about 6 nm. The photophysical properties of acridinium and coumarin dyes in 2-propanol are affected by the presence of silver nanoparticles. The interaction of silver nanoparticles with acridinium derivative leads to a spectral change of its intramolecular charge transfer (ICT) absorption band. The dye emission increases suddenly with the initial addition of the Ag metal nanoparticles, but at a high concentration of the colloid, static fluorescence quenching occurs with a progressive decrease of the fluorescence efficiency. Amino coumarin fluorescence is only quenched by the silver nanoparticles in solution in the concentration range used.

Orientadores: Ljubica Tasic, Priscyla Daniely Marcato Gaspari / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T19:45:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ballottin_DanielaPottMarinho_D.pdf: 4687735 bytes, checksum: 78a932e6ae81a2c4a51ae94b6bf0c65f (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Esta tese compreende a produção biogênica e extracelular de nanopartículas de prata (AgNP) utilizando o fungo Fusarium oxysporum, a caracterização físico-química e bioquímica de AgNP e de proteínas, respectivamente. As partículas obtidas foram caracterizadas por técnicas microscópicas, espectroscópicas e de espalhamento dinâmico de luz, as quais forneceram informações em relação a morfologia, tamanho, composição elementar, carga superficial e cristalinidade das partículas. A presença de proteínas estabilizadoras ao redor das partículas foi evidenciada por UV-Vis e TEM. Estas macromoléculas também foram estudas e caracterizadas por diferentes técnicas, tais como, fluorescência, dicroísmo circular, FTIR e Raman. Além disso, foram realizadas análises de eletroforese em gel sendo possível estimar a massa molar das proteínas que estabilizam as AgNP. Algumas destas proteínas foram identificadas por espectrometria de massas, a qual permitiu a obtenção de resultados promissores e inéditos, uma vez que não há na literatura nenhum relato sobre a identificação de proteínas envolvidas na síntese e/ou na estabilização das AgNP. Adicionalmente, foi estudada a atividade antimicrobiana das AgNP frente a diversos micro-organismos patogênicos, como duas espécies de Candida sp. (C. albicans e C. parapsilosis), as quais causam infecções hospitalares, e Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac), uma bactéria patogênica causadora do cancro cítrico, doença com sérias consequências para citricultura brasileira. Nestes estudos foi verificada a alta atividade antimicrobiana das partículas com a atividade inibitória mínima (MIC) da ordem de ?g mL-1. Cito- e genotoxicidade em diferentes organismos e células também foram investigadas, demonstrando que em concentrações utilizadas neste trabalho, as AgNP não apresentam efeito cito- ou genotóxico. São mostrados também resultados da impregnação das AgNP em tecido de algodão e a atividade antimicrobiana deste material frente a C. albicans, C. parapsilosis e Xac / Abstract: This thesis comprises the biogenic and extracellular production os silver nanoparticles (AgNP) using the Fusarium oxysporum fungus, the physic-chemical and biochemical characterization of AgNP and proteins, respectively. The obtained particles were characterized by microscopic, spectroscopic and dynamic light scattering techniques, which provided information regarding the morphology, size, elemental composition, particle surface charge and cristallinity. The presence of surrounding proteins, which stabilize particles was evidenced by UV-Vis and TEM. These macromolecules have also been studied and characterized by different techniques, such as, fluorescence, circular dichroism, Raman and FTIR. Moreover, del electrophoresis analysis were performed ans it was possible to estimate the molar weight of proteins. Some of these were identified by mass spectrometry, which allowed to obtain novel and promising results since there is no reports on the identification of proteins involved in synthesis and/or stabilization of AgNP. Additionally, it was studied the antimicrobial activity of AgNP against several pathogenic micro-organisms, such as, Candida sp. (C. albicans and C. parapsilosis), which cause nosocomial infections, and Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac), a pathogenic bacterium that causes citrus canker, a disease with serious consequences for the Brazilian citrus industry. In these studies it was investigated the high antimicrobial activity of particles through the minimum inhibitory concentration (MIC) values (order of ?g mL-1). Cyto- and genotoxicity in different organisms and cells have also been investigated, showing thet at determined concentrations, AgNP have no cyto- and genotoxic effects. Results of impregnation of AgNP in cotton fabrics and its antimicrobial activity are also shown against C. albicans, C. parapsilosis and Xac / Doutorado / Quimica Organica / Doutora em Ciências

Orientador: Patricia da Silva Melo, Priscyla Daniely Marcato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:22:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JulianadeCassia_M.pdf: 2326263 bytes, checksum: 5774dc06c3b8cd0a38cfb05b3dbd8247 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Com o objetivo de entender melhor a toxicidade das nanopartículas de prata biogênicas, estas foram preparadas utilizando a rota biotecnológica e extracelular com o fungo Fusarium oxysporum. As nanopartículas de prata biogênicas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e absorbância na região do UV/Visível. O tamanho das nanopartículas foi determinado pela a técnica de análise de rastreamento de nanopartículas (NTA) utilizando o equipamento NanoSight, e por espectroscopia de correlação de fótons utilizando o equipamento ZetaSizer. O potencial zeta das partículas também foi avaliado no ZetaSizer. A atividade antimicrobiana, a citotoxicidade e os mecanismos de ação das nanopartículas de prata biogênicas em células V79 também foram investigados. A produção de nanopartículas de prata foi evidenciada pela presença da banda de absorção de plasma ('lâmbda' = 450 nm) e por TEM sendo observadas partículas esféricas com o tamanho de 15-22 nm. A atividade antibacteriana e antifúngica das nanopartículas de prata foi avaliada contra Staphylococcus aureus (MIC 1,47 µg mL-1), Salmonella typhymurium (MIC 0,36 µg mL-1), Escherichia coli (MIC 0,73 µg mL-1), Aspergillus niger (MIC 5,90 µg mL-1) e Trichophytum rubrum (MIC 2,95 µg mL-1). Além disso, a atividade bactericida das nanopartículas de prata foi diminuída na presença de glutationa reduzida, indicando que a eficácia antimicrobiana está provavelmente relacionada com a indução de estresse oxidativo. As nanopartículas de prata exibiram citotoxicidade dose dependente em células V79. Na concentração de 8,49 µg mL-1 as nanopartículas de prata promoveram 51% de morte celular avaliada pela redução do MTT e 37 % em ensaios de DNA. A presença de glutationa (307,3 µg mL-1) aumentou em 17 % a viabilidade celular, atingindo 66% de células viáveis no ensaio MTT e em 25 % no ensaio de DNA, atingindo 88% de células viáveis. Estes resultados podem indicar que os efeitos citotóxicos induzidos pelo tratamento de nanopartículas de prata biogênicas podem estar relacionadas com o estresse oxidativo. Este efeito pode ser muito importante na terapia de câncer e de antibióticos, e também para tratamento de doenças neurodegenerativas entre outras / Abstract: Aiming to understand better the toxicity of biogenic silver nanoparticles, these were prepared using biotechnological extracellular route and fungus Fusarium oxysporum. biogenic silver nanoparticles were then characterized by transmission electron microscopy and UV/Vis. Their size and zeta potential were determined using the nanoparticle tracking analysis software by Nanosight, photon correlation spectroscopy and zeta potential techniques. The antimicrobial activity, cytotoxicity and in vitro mechanism of biogenic silver nanoparticles action in V79 cells were also investigated. The biogenic silver nanoparticles production was evidenced by the presence of the plasmon absorption band ('lâmbda'= 450 nm) and spherical particles with the size of 15-22 nm were obtained. The biogenic silver nanoparticles antimicrobial and antifungal activity against Staphylococcus aureus (MIC 1.47 'mu'g mL-1), Salmonella typhymurium (MIC 0.36 'mu'g mL-1), Escherichia coli (MIC 0.73 ?g mL-1), Aspergillus niger (MIC 5.90 ?g mL-1) and Trichophytum rubrum (MIC 2.95 'mu'g mL-1) were measured. Furthermore, the bactericidal activity of AgNPbio decreased in the presence of reduced glutathione (GSH) indicating that antimicrobial effectiveness is probably related to oxidative stress induction. The biogenic silver nanoparticles exhibited cytotoxicty in some extent regarding V79 cells. At the concentration of 8.49 'mu'g mL-1 biogenic silver nanoparticles provoked 51% cell death in the MTT and 37% in DNA assays. The presence of glutathione (GSH, 307.3 ng mL-1) increased 17% cell viability on MTT and 25% on DNA assays. Obtained results may point out that the cytotoxic effects induced by biogenic silver nanoparticles treatment could be related to the oxidative stress. This effect can be very important in the cancer and antibiotic therapy and also for neurodegenerative and many other diseases treatments / Mestrado / Metabolismo e Biologia Molecular / Mestra em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo

Doctor of Philosophy / Department of Chemistry / Kenneth J. Klabunde / This is an account of the synthesis of several drastically different forms of silver nanoparticles: Bare metal nanoparticles, dry nanoparticulate powders, aqueous soluble particles, and organic ligand coated monodisperse silver nanoparticles were all produced. The synthetic method was adapted from previous studies on gold nanoparticles and investigated to understand the optimal conditions for silver nanoparticle synthesis. Also the procedure for refinement of the nanoparticles was studied and applied to the formation of alloy nanoparticles. This extraordinary procedure produces beautifully colored colloids of spherical metal nanoparticles of the highest quality which under suitable conditions self-assemble into extensive three dimensional superlattice structures. The silver nanoparticle products were later tested against several biological pathogens to find dramatic increases in antimicrobial potency in comparison to commercially available silver preparations.