Systemisch applizierte Therapeutika können erhebliche Nebenwirkungen auslösen, welche auf Grund eines unspezifischen Transports oder einer hohen Dosis von appliziertem Wirkstoff auftreten. Daher bedarf es der Entwicklung neuartiger Wirkstoff-Transportsysteme (Drug Delivery Systems) welche in der Lage sind, Wirkstoffe in genau definierbaren Dosen gezielt in die adressierte Zelle zu transportieren. Ein vielversprechender Ansatz, welcher diesen Anforderungen nachkommt, findet sich in der Layer-by-Layer-Technik (LbL), d.h. der wechselseitigen Assemblierung von Polymeren/Wirkstoffen auf soliden sphärischen Templaten, eines funktionellen Supported Lipid Bilayers sowie der Oberflächenfunktionalisierung mit spezifischen Antikörpern. Dabei ist die Homogenität und Regularität des Supported Lipid Bilayers von großer Bedeutung, um in biomedizinischen Anwendungen eine ungewollte Interaktion mit Serumkomponenten sowie eine Opsonierung zu verhindern. Insbesondere die funktionelle Lipidkomponente besitzt allerdings maßgebliche Auswirkungen auf diese Parameter. In dieser Arbeit wurde die Idee der Oberflächenfunktionalisierung von LbL-beschichteten Silica-Mikropartikeln (SiO2) mit einem funktionellen Supported Lipid Bilayer aufgegriffen und weiterentwickelt, wobei insbesondere die Homogenität des Supported Lipid Bilayers auch auf sehr kleinen Längenskalen (wenige Nanometer) bestimmt wurde. In einem letzten Schritt konnte anhand zweier verschiedener Zelllinien (3T3 und Vero) die Adaptivität und Effektivität des entwickelten Drug Delivery Systems nachgewiesen werden.

Made available in DSpace on 2017-07-20T12:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cliciane Guadalupe de Jesus.pdf: 1994532 bytes, checksum: 0f732ce8dacf9081816c07b36ec9e75d (MD5) Previous issue date: 2013-06-21 / In this thesis, it is described the preparation, characterization and application of LbL films based on the 3- n - propylpyridinium silsesquioxane polymer (SiPy+Cl-) and copper (II) tetrasulfophthalocyanine (CuTsPc), denoted as (SiPy+Cl-/CuTsPc)n, for construction of sensors and biosensors. These films (SiPy+Cl-/CuTsPc)n, were applied as a sensor for promethazine hydrochloride (PMZ) and hydrogen peroxide (H2O2). In addition, taking advantage of the property to the film in electrocatalyzing the reduction of H2O2, an enzymatic amperometric biosensor was constructed by the immobilization of the glucose oxidase enzyme (GOx) on the film for detection of glucose, based on the detection of H2O2 produced in the enzymatic reaction. The UV-Vis spectroscopic technique showed that the adsorption of phthalocyanine occurred linearly indicating that the approximately the same amount of the species is immobilized at each bilayer. The interaction between the sulfonic group and the pyridinium ring is responsible for the support of the films due to the shift of the vibration associated with sulfonic groups. The film (SiPy+Cl-/CuTsPc)5 was highly electrocatalytic and sensitive determination of PMZ. The oxidation process of PMZ molecule presented two peaks at 0.48 and 0.79 V. After optimization of the square wave voltammetry parameters (f = 100 s-1, a = 40 mV and ΔEs = 2 mV), the peak at 0.79 V was used for quantification. Accordingly, the modified electrode obtained a linear response of 3.98 x 10-7 to 3.85 x 10-6 mol L-1 with limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) equal to 8.71 x 10-9 mol L-1 (2.79 g L-1) and 9.31 x 10-8 mol L-1 (9.31 g L-1), respectively. The recovery in pharmaceutical samples showed high stability, specificity and accuracy of the method in complex samples without any pre-treatment. The film (SiPy+Cl-/CuTsPc)2 showed excellent electrocatalytic activity for the reduction of H2O2 with a wide linear range (4.97 x 10-6 a 4.76 x 10-5 mol L-1) and low detection limit (0.33 x 10-6 mol L-1). This electrode was modified with the glucose oxidase enzyme (GOx) and coated with Nafion® (Nf) film, which was used to prevent leaching of GOx. The Fourier transform infrared, fluorescence and circular dichroism spectroscopics, showed that the GOx enzyme retains its native secondary structure when immobilized on the LbL film. The resulting biosensor (SiPy+Cl-/CuTsPc)2(SiPy+Cl-/GOx/Nf) exhibited a current response which varied linearly with the concentration of glucose in the range of 1-10 mmol L-1, with LOD = 0.17 mmol L-1, sensitivity of 1.397 μA x 10-7/mmol L-1 and a rapid response time, less than 5 seconds. The Michaelis-Menten constant apparent ( appmK ) was 10 mmol L-1. Furthermore, the biosensor also showed good reproducibility, excellent stability and a long life, without loss of enzymatic activity by a one-week period and remained active for more than three weeks. The use of the polymer Nf decreased the effect of interferents on the response of the biosensor. / Esta tese descreve a preparação, a caracterização e a aplicação de filmes automontados entre o polímero cloreto de 3- n -propilpiridínio silsesquioxano (SiPy+Cl-) e a ftalocianina tetrassulfonada de cobre (II) (CuTsPc), designados como (SiPy+Cl-/CuTsPc)n, para a construção de sensores e biossensores. Tais filmes, (SiPy+Cl-/CuTsPc)n, se mostraram promissores como sensor para detecção de cloridrato de prometazina (PMZ) e peróxido de hidrogênio (H2O2). Adicionalmente, tirando-se proveito da propriedade do filme em eletrocatalisar a redução do H2O2, construiu-se um biossensor enzimático amperométrico, a partir da imobilização da enzima glicose oxidase (GOx) sobre o filme, para a detecção de glicose, baseado na detecção do H2O2 produzido na reação enzimática. A técnica de espectroscopia de UV-Vis revelou que a adsorção de ftalocianina ocorre de maneira linear indicando que a cada bicamada depositada aproximadamente a mesma quantidade de material é imobilizado. A interação entre os grupos sulfônicos e o anel piridínio é a responsável pela sustentação dos filmes, devido ao deslocamento da banda associada à vibração dos grupos sulfônicos. O filme (SiPy+Cl-/CuTsPc)5 mostrou propriedades eletrocatalíticas na determinação de PMZ. Este apresentou dois processos de oxidação em 0,48 e 0,79 V. Após a otimização dos parâmetros da voltametria de onda quadrada (f = 100 s-1, a = 40 mV e ΔEs = 2 mV), o pico a 0,79 V foi utilizado para sua quantificação. Nestas condições, o eletrodo modificado obteve uma resposta linear de 3,98 x10-7 a 3,85 x 10-6 mol L-1 com limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) iguais a 8,71 x 10-9 mol L-1 (2,79 μg L-1) e 9,31 x 10-8 mol L-1 (9,31 μg L-1), respectivamente. A recuperação em amostras farmacêuticas revelou alta estabilidade, especificidade e precisão do método, sem qualquer pré-tratamento. O filme (SiPy+Cl-/CuTsPc)2 demonstrou excelente atividade eletrocatalítica para redução de H2O2 com uma ampla resposta linear (4,97 x 10-6 a 4,76 x 10-5 mol L-1) e baixo limite de detecção (0,33 x 10-6 mol L-1). Este eletrodo foi modificado com a enzima glicose oxidase (GOx) e recoberto com filme de Nafion® (Nf), que foi usado para prevenir o lixiviamento da GOx. As técnicas espectroscópicas de infravermelho, fluorescência e dicroísmo circular mostraram que a enzima GOx mantém a sua estrutura nativa secundária quando imobilizado sobre o filme LbL. O biossensor resultante (SiPy+Cl-/CuTsPc)2(SiPy+Cl-/GOx/Nf) exibiu uma resposta de corrente que variou linearmente com a concentração de glicose na faixa de 1 a 10 mmol L-1, com LD = 0,17 mmol L-1, sensibilidade de 1,397 x 10-7 μA/mmol L-1 e um rápido tempo de resposta, inferior a 5 s. A constante de Michaelis-Menten aparente ( appmK ) foi de 10 mmol L-1. Além disso, o biossensor também apresentou boa reprodutibilidade, excelente estabilidade e longo tempo de vida, sem diminuição da atividade enzimática por um período de uma semana e permaneceu ativo por mais de três semanas. A utilização do polímero Nf possibilitou a diminuição do efeito de interferentes na resposta do biossensor. Palavras chave: Filmes LbL, polieletrólito Silsesquioxano, Biossensor Amperométrico, Glicose Oxidase.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-02-27T21:17:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Ariane Caroline.pdf: 6051822 bytes, checksum: c1a56154adb0e6b52f2cba5bb3654d0b (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-27T21:17:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Ariane Caroline.pdf: 6051822 bytes, checksum: c1a56154adb0e6b52f2cba5bb3654d0b (MD5) Previous issue date: 2018-12-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho reporta a preparação, caracterização e aplicação de novos materiais híbridos silsesquioxanos, obtidos a partir do método sol-gel de síntese, que consistiu em reações de hidrólise e policondensação dos precursores a base de sílica e por meio da reação SN2 dos precursores com os ligantes orgânicos 4-(aminometil)piridina e imidazol, obtendo assim o Si4ampy+Cl- e o SiImi+Cl-, respectivamente. Os silsesquioxanos nitrogenados foram submetidos a técnicas de caracterização como RMN, DRX, MEV, UV-VIS, FTIR e BET para confirmação das estruturas apresentadas nesta tese, bem como a organofuncionalização dos materiais. No caso do Si4ampy+Cl-, verificou-se dois sítios de reação com ligação do carbono –α do grupo npropil ao nitrogênio do grupamento amino e do nitrogênio do anel piridínio, com proposta de dois arranjos da cadeia carbônica. O Si4ampy+Cl- foi aplicado na construção de eletrodos modificados com a NiTsPc, utilizando a técnica LbL para a fabricação de filmes finos. O eletrodo na configuração (Si4ampy+Cl-/NiTsPc)11 foi aplicado como sensor eletroquímico sensível ao nitrito, com r = 0,999 na faixa de 0,113 mmol L-1 a 0,860 mmol L-1, LD e LQ de 0,026 mmol L-1 e 0,127 mmol L-1, respectivamente e os valores de desvio-padrão foram de aproximadamente 3%, estando de acordo com recomendações da ANVISA e Inmetro. Outro emprego do Si4ampy+Cl- foi na estabilização de nanopartículas de prata para fabricação de filmes finos. A presença das Ag-NPs/Si4ampy+Cl- foi confirmada por UV-VIS, pela banda plasmon em 426 nm, as quais apresentaram distribuição com tamanho aproximado entre 12 e 131 nm, constatado por DLS e corroborado por MEV, apresentando boa estabilidade (= +43,4 mV). As Ag-NPs/Si4ampy+Cl- mostraram-se promissoras na modificação do eletrodo ITO com a NiTsPc, apresentando um crescimento linear do filme LbL e processos redox referentes à oxirredução do centro metálico e à oxidação do anel da ftalocianina vistos por voltametria cíclica, exibindo a capacidade do eletrodo modificado (Ag-NPs/Si4ampy+Cl-/NiTsPc)7 em eletrocatalisar espécies químicas. No geral, os eletrodos modificados (Si4ampy+Cl-/NiTsPc)11 e (Ag-NPs/Si4ampy+Cl-/NiTsPc)7 proporcionaram aprimoramento na resposta de corrente anódica e redução do potencial de oxidação comparado com o eletrodo não-modificado (ITO) em presença de nitrito. O SiImi+Cl- que foi destinado a adsorção dos íons Cu2+, Cd2+ e Ni2+, apresentou capacidade de troca iônica de 2,944 mmol g-1, resultado considerado excelente de acordo com a literatura para a aplicação proposta. Os resultados de adsorção mostraram a viabilidade do uso do SiImi+Cl- como eficiente material adsorvente, exibindo maior afinidade para os íons Cu2+ em pH 4. Ao aplicar os modelos de Langmuir e Freundlich nas isotermas de adsorção, verificou-se que tanto o pH como a natureza do íon são fatores que influenciaram o ajuste das isotermas aos modelos propostos. / This work reports the preparation, characterization and application of new silsesquioxanes hybrid materials obtained from the sol-gel synthesis method, which consisted of hydrolysis and polycondensation reactions of the silica-based precursors and SN2 reaction of the precursors with 4-(aminomethyl)pyridine and imidazole groups, obtaining Si4ampy+Cl- and SiImi+Cl-, respectively. Silsesquioxanes with nitrogen groups were characterized by techniques such as NMR, XRD, MEV, UV-VIS, FTIR and BET to confirm the structures presented in this thesis, as well as the materials functionalization. In the case of Si4ampy+Cl- two reaction sites were observed with carbon-α of the n-propyl group bonding with the amino group and the pyridinium ring, having as proposal two arrangements of the carbonic chain. The Si4ampy+Cl- was applied in the construction of electrodes modified with NiTsPc using the LbL technique for the thin films manufacture. The electrode in the configuration (Si4ampy+Cl-/NiTsPc)11 was applied for nitrite electrochemical sensor, with r = 0.999 in the range of 0.113 mmol L-1 to 0.860 mmol L-1, LD and LQ of 0.026 mmol L-1 and 0.127 mmol L-1, respectively and standard deviation values of approximately 3%, according to recommendations of ANVISA and Inmetro. Another use of Si4ampy+Cl- was the stabilization of silver nanoparticles for the thin films production. The presence of Ag-NPs/Si4ampy+Cl- was confirmed by UV-VIS technique by the plasmon band at 426 nm which presented a distribution with approximate size between 12 and 131 nm, verified by DLS and MEV, presenting good stability (= +43.4 mV). The Ag-NPs/Si4ampy+Cl- showed promising in the modification of the ITO electrode with NiTsPc, showing linear growth of the LbL film and redox processes related to the oxidation of the metal center and to the oxidation of the phthalocyanine ring observed by cyclic voltammetry, exhibiting the performance of the modified electrode (Ag-NPs/Si4ampy+Cl-/NiTsPc)7 to electrocatalyse chemical species. In general, the modified electrodes (Si4ampy+Cl-/NiTsPc)11 and (Ag-NPs/Si4ampy+Cl-/NiTsPc)7 obtained an improvement in the anodic current response and reduction of the oxidation potential compared to the unmodified electrode (ITO) in the presence of nitrite. The SiImi+Cl- was used to adsorb Cu2+, Cd2+ and Ni2+ ions and presented ion exchange capacity of 2.944 mmol g-1, which was considered excellent according to the literature for the proposed application. The adsorption results showed the viability of using SiImi+Cl- as an efficient adsorbent material, exhibiting a higher affinity for the Cu2+ ions at pH 4. Applying the Langmuir and Freundlich models to the adsorption isotherms, it was verified that both the pH as the nature of the ion are factors that influenced the adjustment of the isotherms to the proposed models.

A busca por materiais que possam ser modificados em nível molecular tem sido o alvo de numerosas pesquisas no mundo. Desta maneira, as técnicas de fabricação de filmes finos se destacam devido à possibilidade de se reduzir custos e melhorar a eficiência de sistemas como, por exemplo, os fotossensíveis. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a obtenção e caracterização de filmes finos através da técnica de automontagem (técnica "camada por camada" ou Layer-by-Layer). Os filmes foram depositados sobre diversos substratos (lamínula de vidro, silício e poliestireno). Nesse trabalho foram depositados dois conjuntos diferentes de multicamadas combinados com duas proporções diferentes de cada sistemas de soluções. O sistema catiônico foi composto pela solução do polieletrólito orgânico PDDA e a solução coloidal do semicondutor inorgânico seleneto de cádmio (CdSe). O sistema aniônico foi composto por solução do poli(ácido acrílico) (PAA) e solução de óxido de titânio (TiO2), respectivamente. Os materiais utilizados para a obtenção dos filmes e os filmes finos nanoestruturados produzidos foram caracterizados por meio de diversas técnicas. As regiões de absorção das soluções coloidais inorgânicas foram determinadas por espectroscopia de absorção molecular no ultravioleta-visível (UV-Vis) e apresentaram absorção em 320 nm (TiO2) e 440 nm (CdSe). O diâmetro das nanopartículas inorgânicas de TiO2 e de CdSe foram mensurados por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), revelando valores em escala nanométrica. Observou-se no difratograma do pó nanoparticulado de TiO2 que a fase predominante no mesmo é a anatase, e que houve uma sobreposição dos picos de maior intensidade do TiO2 e do CdSe, ambos em 2q = 25,3°. O espectro de refletância difusa (RDUV-Visível) dos filmes automontados apresentou valores compatíveis com as das soluções formadoras dos filmes, indicando que os mesmos apresentam aplicação em dispositivos fotossensíveis. Através dos comprimentos de onda obtidos a partir das técnicas de UV-Vis e RDUV-Vis foi possível estimar os valores de energia de bandas proibidas (Ebg) para os semincondutores TiO2 e CdSe. As espessuras dos filmes foram determinadas pelas técnicas de perfilometria e por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e encontram-se na ordem de grandeza micrométrica. Pelas micrografias de MEV foi possível avaliar a superfície dos filmes que revelaram alta rugosidade, formação de ilhas de TiO2 e aglomeração de grãos esféricos (Se). Nas imagens de MET, observou-se a distribuição das nanopartículas dos semicondutores na seção transversal dos filmes, corroborando as aglomerações observadas por MEV. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-05T16:53:57Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ana Claudia R Faria.pdf: 12916246 bytes, checksum: 8f6d72e15170865b53f4fc6c7da263b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-05T16:53:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ana Claudia R Faria.pdf: 12916246 bytes, checksum: 8f6d72e15170865b53f4fc6c7da263b1 (MD5) / The search for materials that can be modified at molecular level has been the subject of several studies worldwide. Thus, the production techniques of thin films stand out due to the possibility of reducing costs and improving the efficiency of systems, such as photosensitive systems. In this context, the aim of this study was to obtain and characterize thin films using the self-assembly technique (layer by layer technique or LbL). The thin films were deposited on different substrates (glass coverslips, silicon and polystyrene). In this work two different multilayer sets combined with two different proportions of each solution system were deposited. The cationic system was composed by the poly(diallyldimethilammonium) (PDDA) organic polyelectrolyte solution and the cadmium selenide (CdSe) inorganic semiconductor colloidal solution. The anionic system was composed by the poly(acid acrylic) (PAA) solution and the titanium dioxide (TiO2) solution, respectively. The materials used for the achievement of films and nanostructured thin films produced were characterized through various techniques. The absorption regions of inorganic colloidal solutions were determined by UV-Vis spectroscopy and presented absorption at 320 nm (TiO2) and 440 nm (CdSe). The resulting inorganic nanoparticles diameter of TiO2 and CdSe were measured by X ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM), resulting in values at nanometric scale. It was observed in the nanoparticle TiO2 powder diffractogram that anatase is the most abundant phase, and that there was an overlap of the highest intensity diffraction peaks of TiO2 and CdSe, both at 2q = 25.3 °. The diffuse reflectance spectrum (RDUV-Vis) of self-assembled films presented values compatible with those of the film forming solutions. Using the wavelengths obtained from the UVVis and Vis-RDUV techniques it were possible to evaluate values for the energy band gap (Ebg) seminconductors TiO2 and CdSe. The thicknesses of the films were determined by profilometry and scanning electron microscopy (SEM) techniques, and they are in the micrometric order of magnitude. Using the SEM micrographs, it was possible to evaluate the surface of the films that show a high roughness, the formation of TiO2 clumps and the agglomeration spherical selenium clusters. In TEM images, the distribution of the semiconductor nanoparticles in cross-section of films can be observed, confirming agglomerations observed by SEM.

A busca por materiais que possam ser modificados em nível molecular tem sido o alvo de numerosas pesquisas no mundo. Desta maneira, as técnicas de fabricação de filmes finos se destacam devido à possibilidade de se reduzir custos e melhorar a eficiência de sistemas como, por exemplo, os fotossensíveis. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a obtenção e caracterização de filmes finos através da técnica de automontagem (técnica "camada por camada" ou Layer-by-Layer). Os filmes foram depositados sobre diversos substratos (lamínula de vidro, silício e poliestireno). Nesse trabalho foram depositados dois conjuntos diferentes de multicamadas combinados com duas proporções diferentes de cada sistemas de soluções. O sistema catiônico foi composto pela solução do polieletrólito orgânico PDDA e a solução coloidal do semicondutor inorgânico seleneto de cádmio (CdSe). O sistema aniônico foi composto por solução do poli(ácido acrílico) (PAA) e solução de óxido de titânio (TiO2), respectivamente. Os materiais utilizados para a obtenção dos filmes e os filmes finos nanoestruturados produzidos foram caracterizados por meio de diversas técnicas. As regiões de absorção das soluções coloidais inorgânicas foram determinadas por espectroscopia de absorção molecular no ultravioleta-visível (UV-Vis) e apresentaram absorção em 320 nm (TiO2) e 440 nm (CdSe). O diâmetro das nanopartículas inorgânicas de TiO2 e de CdSe foram mensurados por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), revelando valores em escala nanométrica. Observou-se no difratograma do pó nanoparticulado de TiO2 que a fase predominante no mesmo é a anatase, e que houve uma sobreposição dos picos de maior intensidade do TiO2 e do CdSe, ambos em 2q = 25,3°. O espectro de refletância difusa (RDUV-Visível) dos filmes automontados apresentou valores compatíveis com as das soluções formadoras dos filmes, indicando que os mesmos apresentam aplicação em dispositivos fotossensíveis. Através dos comprimentos de onda obtidos a partir das técnicas de UV-Vis e RDUV-Vis foi possível estimar os valores de energia de bandas proibidas (Ebg) para os semincondutores TiO2 e CdSe. As espessuras dos filmes foram determinadas pelas técnicas de perfilometria e por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e encontram-se na ordem de grandeza micrométrica. Pelas micrografias de MEV foi possível avaliar a superfície dos filmes que revelaram alta rugosidade, formação de ilhas de TiO2 e aglomeração de grãos esféricos (Se). Nas imagens de MET, observou-se a distribuição das nanopartículas dos semicondutores na seção transversal dos filmes, corroborando as aglomerações observadas por MEV. / The search for materials that can be modified at molecular level has been the subject of several studies worldwide. Thus, the production techniques of thin films stand out due to the possibility of reducing costs and improving the efficiency of systems, such as photosensitive systems. In this context, the aim of this study was to obtain and characterize thin films using the self-assembly technique (layer by layer technique or LbL). The thin films were deposited on different substrates (glass coverslips, silicon and polystyrene). In this work two different multilayer sets combined with two different proportions of each solution system were deposited. The cationic system was composed by the poly(diallyldimethilammonium) (PDDA) organic polyelectrolyte solution and the cadmium selenide (CdSe) inorganic semiconductor colloidal solution. The anionic system was composed by the poly(acid acrylic) (PAA) solution and the titanium dioxide (TiO2) solution, respectively. The materials used for the achievement of films and nanostructured thin films produced were characterized through various techniques. The absorption regions of inorganic colloidal solutions were determined by UV-Vis spectroscopy and presented absorption at 320 nm (TiO2) and 440 nm (CdSe). The resulting inorganic nanoparticles diameter of TiO2 and CdSe were measured by X ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM), resulting in values at nanometric scale. It was observed in the nanoparticle TiO2 powder diffractogram that anatase is the most abundant phase, and that there was an overlap of the highest intensity diffraction peaks of TiO2 and CdSe, both at 2q = 25.3 °. The diffuse reflectance spectrum (RDUV-Vis) of self-assembled films presented values compatible with those of the film forming solutions. Using the wavelengths obtained from the UVVis and Vis-RDUV techniques it were possible to evaluate values for the energy band gap (Ebg) seminconductors TiO2 and CdSe. The thicknesses of the films were determined by profilometry and scanning electron microscopy (SEM) techniques, and they are in the micrometric order of magnitude. Using the SEM micrographs, it was possible to evaluate the surface of the films that show a high roughness, the formation of TiO2 clumps and the agglomeration spherical selenium clusters. In TEM images, the distribution of the semiconductor nanoparticles in cross-section of films can be observed, confirming agglomerations observed by SEM.

Systemisch applizierte Therapeutika können erhebliche Nebenwirkungen auslösen, welche auf Grund eines unspezifischen Transports oder einer hohen Dosis von appliziertem Wirkstoff auftreten. Daher bedarf es der Entwicklung neuartiger Wirkstoff-Transportsysteme (Drug Delivery Systems) welche in der Lage sind, Wirkstoffe in genau definierbaren Dosen gezielt in die adressierte Zelle zu transportieren. Ein vielversprechender Ansatz, welcher diesen Anforderungen nachkommt, findet sich in der Layer-by-Layer-Technik (LbL), d.h. der wechselseitigen Assemblierung von Polymeren/Wirkstoffen auf soliden sphärischen Templaten, eines funktionellen Supported Lipid Bilayers sowie der Oberflächenfunktionalisierung mit spezifischen Antikörpern. Dabei ist die Homogenität und Regularität des Supported Lipid Bilayers von großer Bedeutung, um in biomedizinischen Anwendungen eine ungewollte Interaktion mit Serumkomponenten sowie eine Opsonierung zu verhindern. Insbesondere die funktionelle Lipidkomponente besitzt allerdings maßgebliche Auswirkungen auf diese Parameter. In dieser Arbeit wurde die Idee der Oberflächenfunktionalisierung von LbL-beschichteten Silica-Mikropartikeln (SiO2) mit einem funktionellen Supported Lipid Bilayer aufgegriffen und weiterentwickelt, wobei insbesondere die Homogenität des Supported Lipid Bilayers auch auf sehr kleinen Längenskalen (wenige Nanometer) bestimmt wurde. In einem letzten Schritt konnte anhand zweier verschiedener Zelllinien (3T3 und Vero) die Adaptivität und Effektivität des entwickelten Drug Delivery Systems nachgewiesen werden.

Les polyélectrolytes sont une classe importante de polymères qui ont été étudiés durant plus de 3 décennies. Le domaine des polyélectrolytes subit actuellement une étonnante explosion d'activité dans plusieurs champs scientifique: chimie, biologie, médecine, physique, nanomatériaux, nanotechnologies L'intérêt particulier montré aux polyélectrolytes est dû non seulement au besoin d'une meilleure compréhension de leur comportement, mais aussi à leurs applications commerciales potentielles.<br />La solubilité dans l'eau est la propriété la plus importante des polyélectrolytes, ce qui nous permet d'obtenir des dérivés multifonctionnels avec une toxicité réduite, respectueux de l'environnement et à bas prix. Une des applications nouvelles et prometteuses des polyélectrolytes est l'auto-assemblage électrostatique pour la formation de films minces multicouches avec une vaste gamme de propriétés électriques, magnétiques et optiques. En réponse à la demande en croissance de dispositifs électroniques respectueux de l'environnement, nous avons conçu, synthétisé et caractérisé de nouveaux copolymères hydrosolubles à chromophore pendant a base d'anhydride maléique. Ces dérivées solubles dans l'eau peuvent s'auto-organiser à partir d'une solution en films multicouches. L'utilisation des copolymères d'anhydride maléique est attirante par la variabilité de leurs propriétés réalisées par l'introduction de comonomères différents.<br />D'autre part, ces copolymères contiennent l'unité réactive anhydride, qui offre des possibilités pour la modification chimique ultérieure du polymère, dans des conditions douces (températures basses, sans catalyseur). Les réactifs nucléophilies utilisés pour la fonctionnalisation étaient: Disperse Red 1, 3-amino-ethyl-carbazole, 9-ethanol-9 carbazole, 1-aminopyrene, 2-(4-aminophenyl)-5-(4-biphenylyl)-1,3,4-oxadiazole, 1-aminohexane, 4-aminoazobenzene, 4-nitroaniline and [6,6]-C61-bismethanoic acid ethyl ester 6-hydroxyhexyl ester.<br />Ces réactions ont un grand intérêt parce que l'ouverture de l'anneau d'anhydride fait apparaître un groupe carboxylique permettant l'hydrosolubilité ou l'hydrophilicité des produits finaux. Ainsi, les copolymères d'acide maléique peuvent être utilisé comme partenaires anioniques dans l'interaction électrostatique, connu comme technique de Couche-Par-Couche (LbL).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-11-19Bitstream added on 2014-06-13T18:09:41Z : No. of bitstreams: 1 storti_fc_me_bauru.pdf: 1104117 bytes, checksum: f3374b86db01b726a613c1cc13d060e9 (MD5) / Nesta dissertação é apresentado um estudo envolvendo a arquitetura molecular (crescimento controlado, morfologia e organização molecular) de filmes Layer-by-Layer (LbL) contendo ftalocianina tetrasulfonada de cobre (CuTsPc). Inicialmente foram realizados estudos sobre a cinética de crescimento desses filmes para determinação do tempo de adsorção do material no substrato. Uma vez determinado este tempo, filme LbL foram fabricados utilizando soluções catiônica de poli(alilamina) hidroclorada - PAH) e aniônica de CuTsPc. Os filmes de PAH/CuTsPc foram produzidos de forma manual e utilizando um braço mecânico em valores de pHs 2,5; 5,5 e 8,5 sendo então caracterizados por espectroscopia eletrônica via absorção na região do ultravioleta-visível (UV-Vis), espectroscopia vibracional via espalhamento Raman e absorção na região do infravermelho com transformadora de Fourier (FTIR) e microscopias óptica e força atômica (AF,A). A espectroscopia de absorção na região do UV-Vis foi utilizada para acompanhar o crescimento do filme LbL assim como investigar a presença de agregados. A técnica de FTIR permitiu investigar as interações entre o PAH e a CuTsPc e determinar a organização molecular comparando filme LbL e cast. O acoplamento entre microscópio óptico e espectrógrafo Raman (técnica microRaman) possibilitou analisar a morfologia do filme LbL em escala micrométrica combinando informações ópticas e químicas. A morfologia do filme LbL em escala nanométrica foi investigada utilizando-se AFM. Foi observado que os filmes crescidos mecanicamente são mais espessos em relação aos crescidos manualmente, além de apresentarem maior rugosidade. Ainda em termos morfológicos, os filmes crescidos mecanicamente apresentam uma maior quantidade de agregados, porém, menores em termos de diâmetro médio, tanto em escala nano como micrométrica... / This dissertation presents a study involving the molecular architecture (controlled growth, morphology, and molecular organization) of layer-by-layer (LbL) films containing copper phthalocyanine tetrasulfonated (CuTsPc). Initially, the studies were performed on the kinetics of growth of these films to determine the time of adsorption of the material on the substrate. Once determined this time, LbL films were produced by using solutions of cationic poly (hydrochloric alilamina - PAH) and anionic CuTsPc. The films of PAH / CuTsPc were produced either manually or using a mechanical arm in pH values of 2.5, 5.5, and 8.5, and then characterized by electron spectroscopy via absorption in the ultraviolet-visible (UV-Vis), vibrational spectroscopy by Raman scattering and absorption in the infrared region with Fourier transform infrared (FTIR) and optical microscopy and atomic force microscopy (AFM). The absorption spectroscopy in the UV-Vis was used to follow the growth of the LbL film and to investigate the presence of aggregates. The FTIR technique allowed investigatin the interactions between the PAH and CuTsPc and determining the molecular organization comparing LbL films and cast. The coupling between optical microscope and Raman spectrograph (micro-Raman technique) allowed analyzing the morphology of the LbL film at micrometric scale combining optical and chemical information. The morphology of the LbL film at nanometer scale was investigated by using AFM. It was observed that the films grown mechanically are thicker in relation to grown manually and present greater roughness. Also in morphological terms, the films grown mechanically have an increased number of aggregates, however, smaller in terms of average diameter, at nano and micrometric scales. It was found that the pH is a key parameter to induce the formation of molecular clusters. For instance, more homogeneous LbL films in term... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Marystela Ferreira / Banca: Luciana Gaffo / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Nesta dissertação é apresentado um estudo envolvendo a arquitetura molecular (crescimento controlado, morfologia e organização molecular) de filmes Layer-by-Layer (LbL) contendo ftalocianina tetrasulfonada de cobre (CuTsPc). Inicialmente foram realizados estudos sobre a cinética de crescimento desses filmes para determinação do tempo de adsorção do material no substrato. Uma vez determinado este tempo, filme LbL foram fabricados utilizando soluções catiônica de poli(alilamina) hidroclorada - PAH) e aniônica de CuTsPc. Os filmes de PAH/CuTsPc foram produzidos de forma manual e utilizando um braço mecânico em valores de pHs 2,5; 5,5 e 8,5 sendo então caracterizados por espectroscopia eletrônica via absorção na região do ultravioleta-visível (UV-Vis), espectroscopia vibracional via espalhamento Raman e absorção na região do infravermelho com transformadora de Fourier (FTIR) e microscopias óptica e força atômica (AF,A). A espectroscopia de absorção na região do UV-Vis foi utilizada para acompanhar o crescimento do filme LbL assim como investigar a presença de agregados. A técnica de FTIR permitiu investigar as interações entre o PAH e a CuTsPc e determinar a organização molecular comparando filme LbL e cast. O acoplamento entre microscópio óptico e espectrógrafo Raman (técnica microRaman) possibilitou analisar a morfologia do filme LbL em escala micrométrica combinando informações ópticas e químicas. A morfologia do filme LbL em escala nanométrica foi investigada utilizando-se AFM. Foi observado que os filmes crescidos mecanicamente são mais espessos em relação aos crescidos manualmente, além de apresentarem maior rugosidade. Ainda em termos morfológicos, os filmes crescidos mecanicamente apresentam uma maior quantidade de agregados, porém, menores em termos de "diâmetro médio", tanto em escala nano como micrométrica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This dissertation presents a study involving the molecular architecture (controlled growth, morphology, and molecular organization) of layer-by-layer (LbL) films containing copper phthalocyanine tetrasulfonated (CuTsPc). Initially, the studies were performed on the kinetics of growth of these films to determine the time of adsorption of the material on the substrate. Once determined this time, LbL films were produced by using solutions of cationic poly (hydrochloric alilamina - PAH) and anionic CuTsPc. The films of PAH / CuTsPc were produced either manually or using a mechanical arm in pH values of 2.5, 5.5, and 8.5, and then characterized by electron spectroscopy via absorption in the ultraviolet-visible (UV-Vis), vibrational spectroscopy by Raman scattering and absorption in the infrared region with Fourier transform infrared (FTIR) and optical microscopy and atomic force microscopy (AFM). The absorption spectroscopy in the UV-Vis was used to follow the growth of the LbL film and to investigate the presence of aggregates. The FTIR technique allowed investigatin the interactions between the PAH and CuTsPc and determining the molecular organization comparing LbL films and cast. The coupling between optical microscope and Raman spectrograph (micro-Raman technique) allowed analyzing the morphology of the LbL film at micrometric scale combining optical and chemical information. The morphology of the LbL film at nanometer scale was investigated by using AFM. It was observed that the films grown mechanically are thicker in relation to grown manually and present greater roughness. Also in morphological terms, the films grown mechanically have an increased number of aggregates, however, smaller in terms of "average diameter", at nano and micrometric scales. It was found that the pH is a key parameter to induce the formation of molecular clusters. For instance, more homogeneous LbL films in term... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A radiação térmica é um mecanismo de transferência de calor muito importante em processos que envolvem gases participantes, como CO2 e H2O, em temperaturas elevadas. A dependência altamente irregular do coeficiente de absorção em relação ao número de onda torna a integração linha-por-linha (LBL) da equação da transferência radiativa (RTE) impraticável, sobretudo em situações onde a radiação pode ser apenas parte de um problema mais complexo. Modelos espectrais globais, como a soma-ponderada-de-gases- cinza (WSGG) e a soma-ponderada-de-gases-cinza baseada em linhas espectrais (SLW), representam alternativas à integração LBL. Entretanto, alguns modelos requerem o uso da aproximação de escala (que assume que as dependências espacial e espectral da seção transversal de absorção são separáveis). Essa aproximação pode produzir erros consideráveis, principalmente quando existem gradientes elevados de temperatura e de concentração. Neste trabalho, os resultados de alguns modelos espectrais globais foram comparados com os da solução LBL. E, a partir de algumas proposições dos modelos WSGG e SLW (integração espectral através de gases cinza e intervalos espectrais fixos por meio da definição de uma temperatura de referência), foi desenvolvida a soma-ponderada-de-gases-cinza com coeficientes não constantes (NCC-WSGG). Nesse modelo, os coeficientes de absorção e de emissão para cada gás cinza são funções polinomiais da temperatura. O modelo NCC-WSGG foi aplicado em problemas unidimensionais e bidimensionais, envolvendo CO2, H2O e mistura dessas espécies químicas. Comparações com a solução LBL mostraram que o NCC-WSGG pode fornecer resultados muito satisfatórios para o fluxo de calor e para o termo fonte radiativos em problemas não isotérmicos e não homogêneos. / The thermal radiation is a very important mechanism of heat transfer in processes that embody participating gases, as CO2 and H2O, at high temperature. The highly irregular dependence of the absorption coefficient with respect to the wavenumber makes the application of line-by-line (LBL) integration of the radiative transfer equation (RTE) prohibitive, principally in situations where the radiation can be only part of a more complex problem. Global spectral models, like the weighted-sum-of-gray-gases (WSGG) and the spectral line based weighted-sum-of-gray-gases (SLW), are alternatives to the LBL integration. However, some models demand the application of the scaling approximation (which assumes that the spatial and spectral dependences of the absorption cross-section are separable). This approximation can lead to pronounced errors, mainly under high gradients of temperature and concentration. In this work, some results obtained from global models were compared with the LBL solution. And, applying some proposals from WSGG and SLW models (spectral integration through gray gases and fixed spectral intervals by the definition of a reference condition), it was developed the nonconstant coefficient weighted-sum-of-gray-gases (NCC-WSGG). In this model, the absorption and emission coefficients of each gray gas are polynomials functions of the temperature. The model was applied to solve one and two dimensional problems, which were comprise of CO2, H2O and mixtures of these chemical species. Comparisons with the LBL solution showed that the NCC-WSGG can provide very good results for the heat flux and for the radiative heat source under nonisothermal and nonhomogeneous conditions.