[pt] Neste trabalho é apresentado um estudo sobre nanopartículas metálicas, passando brevemente pela Teoria de Maxwell-Garnett do meio efetivo além de ter sido feita uma pequena pesquisa acerca dos trabalhos já existentes nessa área. É apresentada ainda uma proposta de um sensor à fibra óptica baseado no fenômeno da Ressonância Plasmonica de Superfície Localizada, que utiliza essas nanopartículas cujas propriedades ópticas são sensíveis às mudanças das características do meio onde estão imersas. Esse tipo de sensor é uma ferramenta simples e muito eficiente, além de ser de baixo custo financeiro. A descrição deste sensor mostra ainda três processos distintos de fabricação dessas nanopartículas, as configurações utilizadas para a aquisição dos dados experimentais, e a análise dos mesmos, incluindo a simulação computacional feita para o melhor entendimento dos resultados obtidos. / [en] In this work a study about metallic nanoparticles is presented. A brief revision of the Maxwell-Garnett Theory for the effective medium is made, in addition to a bibliographical research concerning the existing works on the topic. A proposal of a fiber optic sensor based in the Localized Surface Plasmon Resonance phenomena using these metallic nanoparticles, whose optic properties are sensible to changes in the medium in which they are immersed, is also made. This kind of sensor is a simple and efficient tool, in addition to also having low financial cost. Three distinct processes for fabrication of these nanoparticles are discussed. The setups used for the acquisition of the experimental data and the analysis of this data, including the computational simulation made to improve the understanding of the obtained results, are also discussed.

[pt] Os aminoglicosídeos (AMG) pertencem a uma classe de antibióticos eficazes no tratamento de infecções provocadas por micro-organismos Gram-negativos e Gram-positivos. Ototoxidade, nefrotoxidade e alterações musculares são efeitos colaterais provocados pelo uso dessas substâncias, implicando na importância do controle das medicações com uso de métodos analíticos práticos para a rotina, sensíveis e seletivos. As estruturas dos AMG não possuem grupos cromóforos que habilitem a medição de atividade óptica direta, dessa maneira, os métodos descritos na literatura para determinação dos mesmos, normalmente, fazem uso da derivatização química implicando em alta morosidade, elevados custos e toxicidade (dados os reagentes utilizados) em tais métodos. No presente trabalho, propõe-se a utilização de nanopartículas de ouro (AuNPs) como sondas analíticas para a determinação espectrofotométrica de AMG, tirando-se proveito do efeito de ressonância plasmônica na superfície de AuNPs. Investigou-se o potencial analítico do uso de dispersões aquosas de AuNPs como sondas para a determinação de tobramicina (TBR), neomina (NEO), gentamicina (GENTA), canamicina (CANA), estreptomicina (EST) e amicacina (AMIC), observando-se resultados promissores para todos os AMG citados, excerto para a EST. No caso da TBR, foi desenvolvido um método analítico para a sua determinação em soluções oftálmicas. As curvas analíticas foram construídas a partir do monitoramento da luz transmitida em 529 nm ou 681 nm. O monitoramento do sinal analítico em 529 nm apresentou uma faixa linear entre 6,5 x 10-9 mol L-1 a 1,6 x 10-7 mol L-1 com boa linearidade (R2=0,9943) e limite de detecção (LD) igual a 6,2 x 10-9 mol L-1. O monitoramento do sinal analítico em 681 nm apresentou uma faixa linear entre 4,4 x 10-9 mol L-1 a 1,6 x 10-7 mol L-1 com boa linearidade (R2=0,9949) e valor de LD igual a 3,8 x 10-9 mol L-1. O método mostrou-se robusto em uma faixa de pH entre 2,6 e 4,5, durante 120 min. O método apresentou precisão satisfatória e demonstrou seletividade com relação a outro AMG, STP, e com relação aos excipientes presentes nas amostras analisadas. Obtiveram-se percentuais de recuperação para as amostras (simuladas e reais de soluções oftálmicas) de 104,0 a 123,1 por cento e de 101,1 a 123,6 por cento, para o monitoramento do sinal analítico em 529 nm e 681 nm, respectivamente. Utilizando-se um método comparativo para validar esses resultados, verificou-se através do teste t-student que os percentuais de recuperação encontrados através das sondas de AuNPs e através do método comparativo foram estatisticamente iguais. Estudos com saliva de pacientes em tratamento com TBR indicam o potencial da sonda para a análise de fluidos biológicos. / [en] Aminoglycosides (AMG) belong to a class of antibiotics effective for the treatment of infections caused by Gram-negative and Gram-positive micro-organisms. Ototoxicity, nephrotoxicity and muscle disorders are side effects of using these substances, implying the importance of controlling the use of pharmaceutical formulations based on AMG with practical analytical methods for routine, sensitive and selective. The molecular structures of the AMG does not present any relevant chromophores groups that enable direct measurement of their optical activity, thus, the methods described in the literature for determining it normally to use of chemical derivatization implying high delays, high costs and toxicity (dice reagents used) in such methods. The studies present in this dissertation, it is proposed to use of gold nanoparticles (AuNPs) as analytical probes for spectrophotometric determination of AMG, by exploration of the resonance Plasmon effect on the surface of AuNPs. Was investigated the analytical potential of aqueous dispersions of AuNPs as probes for the determination of tobramycin (TBR) neomina (NEO), gentamicin (GENTA), kanamycin (CANA), streptomycin (EST) and amikacin (AMIC). Promising results were found for all AMG cited excerpt EST. In the case of TBR, an analytical method for its determination in ophthalmic solutions was proposed. The analytical curves were constructed by monitoring the transmitted light at 529 nm or 681 nm. The monitoring of the analytic signal in 529 nm yielding a linear range from 6.5 x 10-9 mol L-1 to 1.6 x 10-7 mol L-1 with good linearity (R2= 0.9943) and the limit of detection (LOD) equal to 6.2 x 10-9 mol L-1. The monitoring of the analytic signal in 681 nm yielding a linear range from 4.4 x 10-9 mol L-1 to 1.6 x 10-7 mol L-1 with good linearity (R2= 0.9949) and the LOD equal to 3.8 x 10-9 mol L-1. The method showed to be robust in a pH range between 2.6 and 4.5, for 120 min. The method showed satisfactory accuracy and demonstrated selectivity with respect to other AMG, EST, and with respect to excipients present in the samples analyzed. Yielded percentage recoveries for samples (simulated and real ophthalmic solutions) from 104.0 to 123.1 percent and from 101.1 to 123.6 percent, for the monitoring of the analytical signal at 529 nm and 681 nm, respectively. Using a comparative method to validate these results, it was found through the t-student test that the percentage recovery found through the AuNPs probes and the comparative method were statistically equal. Studies in saliva from patients under TBR treatment indicated the potential of the probe for the analysis of biological fluids.

[pt] Nanopartículas metálicas apresentam um pico no espectro de absorção devido ao efeito de LSPR (Localized Surface Plasmon Resonance – Ressonância de Plasmon de Superfície Localizado). A posição espectral do pico depende da forma, do tamanho, do material das nanopartículas e do índice de refração do meio em que se encontra. Conhecendo como a posição espectral deste pico varia de acordo com o índice de refração externo, pode-se utilizar, em princípio, estas nanopartículas como elemento sensor para medir a refração de líquidos e gases. Um sensor de índice de refração foi desenvolvido fabricando-se nanopartículas metálicas na extremidade de uma fibra óptica. Estas nanopartículas foram fabricadas a partir de um filme de ouro evaporado na extremidade de uma fibra óptica que depois foi aquecida. As nanopartículas assim formadas possuem uma distribuição não homogênea de forma e tamanho. De forma a se obter um maior controle do tamanho e da forma das nanopartículas metálicas fabricadas para o desenvolvimento de um sensor óptico com maior controle dos parâmetros, foi investigada nesta dissertação a formação de nanopartículas de prata por síntese química. Diferentes processos para a síntese foram investigados. As nanopartículas de prata localizadas na extremidade da fibra óptica foram caracterizadas quanto à resposta do sinal de LSPR quando as nanopartículas estavam em contato com meios com diferentes índices de refração. Visando ainda a investigação de sistemas de fibras ópticas com aplicação em sensoriamento, foi realizada uma simulação da deformação de cavidades elípticas formadas no interior de fibras ópticas quando estas estão sujeitas à aplicação de uma tensão longitudinal da fibra. Este tipo de cavidade pode ser usada como sensor de deformação devido à interferência das múltiplas reflexões no interior da cavidade. / [en] Metallic nanoparticles show a peak in the absorption spectrum due to the Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) effect. The position of this peak depends on the shape, size and the type of the nanoparticles as well as on the refractive index of the surrounding media. From the dependence of the position of the peak with the external refractive index, it is possible to use these nanoparticles as a sensor element to measure the refractive index of liquids and gas. A refractive index sensor was developed with nanoparticles deposited at the end face of an optical fiber. These nanoparticles, fabricated from a heated gold film deposited at the end face of the fiber, have a non homogenous distribution of size and form. In order to obtain a better control of the size and form of the fabricated metallic nanoparticles, aiming the development of an optical sensor with control of the involved parameters, it was investigated in this work the formation of silver nanoparticles by chemical synthesis. Furthermore, extending the investigation of fiber optics systems with applications on sensing, it was performed a simulation of the deformation of elliptical air cavities, formed in the interior of optical fibers, under the effect of longitudinal stress along the fiber. This type of system can be used as a deformation sensor due to the multiple interference reflections in the interior of the cavity.