Este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar um novo complexo mononuclear de rutênio (III) e enrofloxacina (enro, fármaco antibacteriano da família das fluoroquinolonas), [Ru(enro)3].nH2O. Foram testadas várias rotas sintéticas e apenas a partir de uma delas obteve-se o composto desejado. O produto foi caracterizado pelas técnicas espectroscópicas de absorção na região do UV-visível e do infra-vermelho. Através desta última técnica foi possível determinar o modo pelo qual a enrofloxacina se coordena ao íon rutênio: a coordenação ocorre de modo bidentado através do oxigênio da piridona e do oxigênio do grupamento carboxilato. Outro objetivo deste trabalho foi investigar a interação do complexo mononuclear de rutênio (III) e norfloxacina, [Ru(nor)3].nH2O, com a albumina de soro humano (HSA), através da técnica de luminescência. Mais especificamente pelo estudo da supressão da luminescência dos resíduos de triptofano, aplicando-se o modelo de tratamento da supressão bimolecular de Stern-Volmer. O estudo de supressão de fluorescência mostrou, por meio de espectros de emissão da HSA, que com o aumento da concentração do complexo [Ru(nor)3].nH2O na solução de HSA, ocorre uma redução gradual da luminescência da HSA, devido a alterações da conformação da proteína, que sugerem alteração do microambiente próximos aos resíduos de triptofano. A partir do tratamento dos dados pode-se determinar tanto K_sv quanto a constante cinética do processo de supressão, que mostraram uma dependência com a temperatura sugerindo como mecanismo predominante de supressão o mecanismo dinâmico. Porém essa conclusão foi revista a partir da determinação dos tempos de vida do estado excitado da HSA, e pode-se concluir que o mecanismo predominante à temperatura ambiente é o mecanismo estático, porém com o aumento da temperatura ocorre a predominância do mecanismo do tipo dinâmico. Através da determinação dos parâmetros termodinâmicos, concluiu-se que as interações entre a HSA e o complexo são espontâneas, e forças de van der Waals e ligações de hidrogênio estão envolvidas na ligação entre a HSA e o supressor. / This work aims to synthesize and characterize a new mononuclear ruthenium (III) complex and enrofloxacin (enro, antibacterial drug of the fluoroquinolone family), [Ru(enro)3].nH2O. Several synthetic routes were tested, but only from one of them it was obtained the desired compound. The product was characterized by spectroscopic techniques of absorption in UV-visible and infra-red regions. Through this last technique, it was possible to determine the coordination mode of enrofloxacin to the ruthenium ion: the coordination occurs in a bidentate way through the pyridone oxygen and the oxygen of the carboxylate group. Another aim of this study was to investigate the interaction of mononuclear ruthenium (III) complex and the norfloxacin, [Ru(nor)3].nH2O, with the human serum albumin (HSA), through the technique of luminescence. More specifically, by the study of the quenching of luminescence of tryptophan residues, by applying the Stern-Volmers model of treatment of bimolecular suppression. The fluorescence quenching study showed, through the emission spectra of HSA, that increasing the complex concentration in HSA solution, there is a gradual reduction of the luminescence of HSA, due to the conformational changes of the protein that suggests the change of microenvironment near tryptophan residues. From the data processing it is possible to determine both K_sv and the kinetic constant of the suppression process, which showed temperature dependence, suggesting as the predominant mechanism of quenching the dynamic mechanism. However, this conclusion has been revised from the determination of the lifetimes of the excited state of HSA, and it can be concluded that the predominant mechanism at room temperature is the static mechanism, but with the temperatures increase, it occurs the predominance of the dynamic type mechanism. By determining the thermodynamic parameters, it was concluded that the interactions between HSA and the complex are spontaneous, and Van der Waals forces and hydrogen bonds are involved in the binding between HSA and suppressor.

Este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar um novo complexo mononuclear de rutênio (III) e enrofloxacina (enro, fármaco antibacteriano da família das fluoroquinolonas), [Ru(enro)3].nH2O. Foram testadas várias rotas sintéticas e apenas a partir de uma delas obteve-se o composto desejado. O produto foi caracterizado pelas técnicas espectroscópicas de absorção na região do UV-visível e do infra-vermelho. Através desta última técnica foi possível determinar o modo pelo qual a enrofloxacina se coordena ao íon rutênio: a coordenação ocorre de modo bidentado através do oxigênio da piridona e do oxigênio do grupamento carboxilato. Outro objetivo deste trabalho foi investigar a interação do complexo mononuclear de rutênio (III) e norfloxacina, [Ru(nor)3].nH2O, com a albumina de soro humano (HSA), através da técnica de luminescência. Mais especificamente pelo estudo da supressão da luminescência dos resíduos de triptofano, aplicando-se o modelo de tratamento da supressão bimolecular de Stern-Volmer. O estudo de supressão de fluorescência mostrou, por meio de espectros de emissão da HSA, que com o aumento da concentração do complexo [Ru(nor)3].nH2O na solução de HSA, ocorre uma redução gradual da luminescência da HSA, devido a alterações da conformação da proteína, que sugerem alteração do microambiente próximos aos resíduos de triptofano. A partir do tratamento dos dados pode-se determinar tanto K_sv quanto a constante cinética do processo de supressão, que mostraram uma dependência com a temperatura sugerindo como mecanismo predominante de supressão o mecanismo dinâmico. Porém essa conclusão foi revista a partir da determinação dos tempos de vida do estado excitado da HSA, e pode-se concluir que o mecanismo predominante à temperatura ambiente é o mecanismo estático, porém com o aumento da temperatura ocorre a predominância do mecanismo do tipo dinâmico. Através da determinação dos parâmetros termodinâmicos, concluiu-se que as interações entre a HSA e o complexo são espontâneas, e forças de van der Waals e ligações de hidrogênio estão envolvidas na ligação entre a HSA e o supressor. / This work aims to synthesize and characterize a new mononuclear ruthenium (III) complex and enrofloxacin (enro, antibacterial drug of the fluoroquinolone family), [Ru(enro)3].nH2O. Several synthetic routes were tested, but only from one of them it was obtained the desired compound. The product was characterized by spectroscopic techniques of absorption in UV-visible and infra-red regions. Through this last technique, it was possible to determine the coordination mode of enrofloxacin to the ruthenium ion: the coordination occurs in a bidentate way through the pyridone oxygen and the oxygen of the carboxylate group. Another aim of this study was to investigate the interaction of mononuclear ruthenium (III) complex and the norfloxacin, [Ru(nor)3].nH2O, with the human serum albumin (HSA), through the technique of luminescence. More specifically, by the study of the quenching of luminescence of tryptophan residues, by applying the Stern-Volmers model of treatment of bimolecular suppression. The fluorescence quenching study showed, through the emission spectra of HSA, that increasing the complex concentration in HSA solution, there is a gradual reduction of the luminescence of HSA, due to the conformational changes of the protein that suggests the change of microenvironment near tryptophan residues. From the data processing it is possible to determine both K_sv and the kinetic constant of the suppression process, which showed temperature dependence, suggesting as the predominant mechanism of quenching the dynamic mechanism. However, this conclusion has been revised from the determination of the lifetimes of the excited state of HSA, and it can be concluded that the predominant mechanism at room temperature is the static mechanism, but with the temperatures increase, it occurs the predominance of the dynamic type mechanism. By determining the thermodynamic parameters, it was concluded that the interactions between HSA and the complex are spontaneous, and Van der Waals forces and hydrogen bonds are involved in the binding between HSA and suppressor.

[pt] A norfloxacina é um antibiótico de amplo espectro bacteriano, amplamente utilizado na medicina. É membro da família das fluorquinolonas e, como a maioria dos membros dessa família, é naturalmente fluorescente. Isso torna técnicas espectroscópicas ideais para o seu estudo. Ademais, tem sido relatado que, quando complexada com metais de transição, como o cobre, pode apresentar maior ação microbiana e também ação antitumoral. Surfactantes são usualmente utilizados em formulações para transporte de fármacos, com o objetivo de acurar a ação dos mesmos em regiões específicas. Este trabalho teve por finalidade estudar, através de técnicas espectroscópicas como absorção, fluorescência estacionária e resolvida no tempo, a interação de norfloxacina com micelas dos surfactantes iônicos dodecilsulfato de sódio (SDS) e brometo de cetil trimetilamônio (CTAB). Esse estudo foi realizado em diferentes pHs, pois o equilíbrio iônico da norfloxacina depende do pH, e diversos trabalhos demonstram que o seu estado de carga é extremamente importante para a interação com alvos biológicos. Através das técnicas utilizadas foi possível mensurar as constantes de associação da norfloxacina às micelas, como também foi notório que, no caso do SDS, a concentração micelar crítica do surfactante sofre uma considerável redução, diminuindo em até seis vezes o valor usual em solução aquosa. Em pH 7,4 também foram avaliados os efeitos da complexação de norfloxacina com cobre e com os complexos cobre piridina, cobre bipiridina e cobre fenentrolina na interação com micelas de SDS. / [en] Norfloxacin is a broad-spectrum antibacterial drug widely used in medicine. It is a member of the family of fluoroquinolones and is naturally fluorescent, as the majority of the members of this family. This makes spectroscopic techniques ideal for its study. Moreover, it has been reported that complexation with transition metals such as copper can result in a higher antimicrobial and antitumor action. Surfactants are commonly used in formulations for drug delivery, with the purpose of improving the action in a specific region. This paper aims at studying the interaction of norfloxacin with ionic micelles of sodium dodecyl sulfate (SDS) and cetyl trimethylammonium bromide (CTAB) using spectroscopic techniques such as UV-Visible absorption, steady state and time resolved fluorescence. This study was carried out at different pH, since the ionic state of norfloxacin is modified by the pH, and several studies have shown that the ionic state of the molecule is extremely important for the interaction with biological targets. The techniques allowed obtaining the association constants of norfloxacin to the micelles. It was also noticed that in the case of SDS, the critical micelle concentration of the surfactant undergoes a considerable reduction, reducing six times the usual value in aqueous solution. At pH 7.4 the effects of norfloxacin complexation with copper and with the copper complexes with pyridine, bipyridine and phenanthroline on the interaction with SDS and CTAB micelles were also evaluated.

[pt] Norfloxacina (NFX) é um antibiótico fluorescente de amplo espectro bacteriológico, membro da família das fluorquinolonas (FQs). A interação das FQs com íons metálicos pode incrementar a ação bactericida e agir contra a resistência das bactérias frente aos antibióticos. Diversos exemplos de complexos mistos de norfloxacina e Cu(II) podem ser encontrados na literatura. A compreensão dos mecanismos moleculares de interação desses antibióticos com os diferentes componentes das células e com nanopartículas de ouro, como transportadores do fármaco, é extremamente importante. Para entender essas interações, neste trabalho utilizamos diferentes técnicas espectroscópicas, como espectroscopia de fluorescência estacionária e resolvida no tempo, absorção de luz UV-Visível e ressonância paramagnética eletrônica (RPE). A interação de NFX e do complexo ternário Cu(II):L:NFX, onde o ligante L é a 1,10-fenantrolina (Phen) ou 2,2-bipiridina (Bipy), com micelas e lipossomas unilamelares pequenos de fosfatidilcolina de ovo (PC) foi estudada usando espectroscopia de fluorescência em estado estacionário e resolvida no tempo. Foi estudada a estabilidade dos complexos ternários formados em micelas. Foram obtidas constantes de estabilidade no interior de micelas de SDS, as quais mostraram valores muito maiores do que em tampão. Já os espectros de RPE deram maiores detalhes sobre a estrutura dos complexos e confirmaram a formação do complexo ternário dentro das micelas. Foram estudadas as interações de FQs e seus complexos de cobre com lipossomas de PC preparados com diferentes densidades superficiais de carga elétrica negativa. No estudo da interação de FQs com nanopartículas de ouro sintetizadas por ablação a laser (nanocompósitos, AuNCs), NFX mostrou maiores mudanças, tanto na absorbância como na fluorescência, do que as FQs ciprofloxacina (CFX) e levofloxacina (LFX). Os resultados sugerem mudanças no índice de refração na superfície dos AuNCs, por associação com o fármaco e/ou formação de aglomerados como resultado da interação. Observou-se também uma supressão lenta, porém significativa, na fluorescência da NFX, sem mudança na posição do pico, indicando que NFX mantém o seu estado inicial de protonação ligando-se à superfície dos AuNCs. Também foi observada a liberação de FQs ligadas à superfície de AuNPs mediante substituição por tióis, que ocasiona recuperação parcial da fluorescência da fluorquinolona. Por último, como o surfactante aniônico SDS se mostrou promissor na interação com NFX, em comparação com surfactantes catiônicos e neutros, e como os AuNCs são estáveis em SDS, estudamos a interação de NFX com AuNCs sintetizados em presença de SDS e, para comparação, com AuNCs colocados em solução de SDS após a síntese. / [en] Norfloxacin (NFX) is a fluorescent antibiotic of broad bacteriological spectrum, member of the fluoroquinolone (FQ) family. The interaction of FQs with metal ions can increase the bactericidal action and act against antibiotics bacterial resistance. Several examples of mixed-ligand norfloxacin Cu (II) complexes can be found in the literature. Understanding the molecular mechanisms of interaction of these antibiotics with different cell components and with gold nanoparticles as drug transporters is extremely important. To clarify these interactions, we used different spectroscopic techniques, such as steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy, UV-Visible light absorption, and electron paramagnetic resonance (EPR). The interaction of NFX and the ternary complex Cu(II):L:NFX, where the L is the ligand 1,10-phenanthroline (Phen) or 2,2-bipyridine (Bipy), with micelles and small unilamellar liposomes of egg phosphatidylcholine (PC) was studied using steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy. The stability of the ternary complexes formed in micelles was studied, and stability constants were obtained inside SDS micelles, which showed values much larger than in buffer. The EPR spectra gave further details on the structure of the complexes, and confirmed the formation of the ternary complex inside the micelles. The interactions of FQs and their copper complexes with PC liposomes prepared with different surface densities of negative electrical charge were studied. In the study of the interaction of FQs with gold nanoparticles synthesized by laser ablation (nanocomposites, AuNCs), NFX showed greater changes than FQs ciprofloxacin (CFX) and levofloxacin (LFX) in both absorbance and fluorescence. The results suggest changes in the surface refractive index of the AuNCs and/or cluster formation, as result of the interaction with the drug. A slow but significant quenching of NFX fluorescence was also observed, with no change in peak position, indicating that NFX maintains its initial state of protonation by binding to the surface of the AuNCs. Release of FQs attached to the surface of AuNCs by thiols has also been observed, which causes partial recovery of FQ fluorescence. Finally, as the anionic surfactant SDS showed to be promising in the interaction with NFX, compared to cationic and neutral surfactants, and because the AuNCs are stable in SDS, we studied the interaction of NFX with AuNCs synthesized in the presence of SDS and, for comparison, with AuNCs placed in SDS solution after synthesis.