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.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-04-22T17:22:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO_SANDRA_VERSÃO FINAL_2015.pdf: 2139559 bytes, checksum: e490501d790358d3a45c1e36eb66e72c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-22T17:22:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO_SANDRA_VERSÃO FINAL_2015.pdf: 2139559 bytes, checksum: e490501d790358d3a45c1e36eb66e72c (MD5) Previous issue date: 2015-02-10 / FACEPE / A Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana (TFDa) tem sido proposta como um método alternativo para o tratamento de infecções causadas por micro-organismos como bactérias e fungos. Tal técnica baseia-se na ação simultânea de uma fonte luminosa e um agente fotossensibilizador, que na presença de luz, geraa produção de oxigênio singleto e espécies reativas de oxigênio que ao interagirem com componentes celulares, promovem a morte celular desses micro-organismos. Esse estudo teve como objetivo avaliar a ação da TFDa explorando nanopartículas de prata (com tamanho médio de 13 nm) e moléculas de riboflavina(157 μM) em conjunto com um LED (Light Emitting Diode) com comprimento de onda no azul (λ=455 ± 20nm), sobre cepas de Streptococcus mutans, Pseudomonas aeruginosae Candida albicans. As cepas de S. mutans foram repicadas em BHI (Brain Infusion Heart) e incubadas em estufa bacteriológica a 37ºC, em atmosfera de 5% de CO2 por 48 he os inóculos de P. aeruginosa foram cultivados e estocados em TSA (Tryptic Soy Agar), em presença de O2, a 37º C, por 24 horas. Decorrido o tempo de incubação, colônias dos micro-organismos foram suspensas em Phosphate Buffered Saline (PBS) a uma densidade de1x107 Unidades Formadoras de Colônia (UFC)/mL.As culturas de Candida albicansforam cultivadas em meio SAB+Y (Agar Sabouraud Dextroseenriquecido com extrato de levedura). A incubação foi realizada à temperaturade 37ºC, durante período de 24 horas. Em seguida,foram preparadassuspensões com concentração de 5x106 células/mL,correspondente à turbidez de 0,5 na escala McFarland.O experimento foi dividido em doze grupos–o grupo controle, o grupo apenas com o tratamento com a luz (L), tratamento com a riboflavina (Rb), utilização da prata (Ag) e o sistema NPsAgRb+L. Posterior aotratamento, foi realizado diluição seriada e as placasincubadas a 37 ºC por 24 horas para bactérias e 48 hs para Candida sp. Ao final foi realizada a contagem de UFC/mLde ambos os micro-organismos. Os resultados foram submetidos à análise estatística descritiva. Na redução de UFC/mL foi estatisticamente significante em culturas de S. mutans com redução de 3 logs no número de células viáveis após 6 minutos de irradiação (p ˂0,05).A inativação fotodinâmica contra P. aeruginosa não foi observada estatística significativa após tratamento (p > 0,05). O mesmo foi observado nas culturas de C. albicans(p > 0,05), concluindo-se que a utilização de nanopartículas próximas ao fotossensibilizador foi eficiente contra bactérias Gram-positivas. / Antimicrobial Photodynamic Therapy (TFDA) has been proposed as an alternative method for treating infections caused by microrganisms such as bacteria and fungi. This technique is based on the simultaneous action of a light source and a photosensitizing agent, in the presence of light, generates the singlet oxygen and reactive oxygen species to interact with cellular components and promote cell death of these microrganisms. This study aimed to evaluate the action of TFDa exploring silver nanoparticles (with an average size of 13 nm) and riboflavin molecules (157 mM) in conjunction with an LED (Light Emitting Diode) with a wavelength in the blue (λ = 455 ± 20nm) on Streptococcus mutans, Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans. The strains of S. mutans were subcultured in BHI (Brain Heart Infusion) and incubated in bacteriological incubator at 37 ° C in an atmosphere of 5% CO2 for 48 h and the inocula of P. aeruginosa were grown and stored in TSA (Tryptic Soy Agar) in the presence of O2 at 37ºC for 24 hours. After the incubation time, colonies of microrganisms were suspended in Phosphate Buffered Saline (PBS) at a density of 1x107 colony forming units (CFU)/mL. The Candida albicans cultures were grown in SAB + Y (Sabouraud Dextrose Agar enriched with yeast extract). Incubation was carried out at 37°C temperature for 24 hours. Then, suspensions were prepared with a concentration of 5x106 cells/mL, corresponding to 0.5 on the McFarland turbidity scale. The experiment was divided into twelve groups - a control group, the only group with treatment with light (L), treatment with riboflavin (Rb), use of silver (Ag) and NPsAgRb + L system. After the treatment was carried out serial dilutions and the plates incubated at 37°C for 24 hours for bacteria and 48 hours for Candida sp. At the end it was performed CFU counts / ml of both microrganisms. The results were submitted to descriptive statistical analysis. The reduction of CFU/mL was statistically significant in cultures of S. mutans to 3 logs reduction in the number of viable cells after 6 minutes of irradiation (p ˂ 0.05). The photodynamic inactivation against P. aeruginosa was no statistically significant after treatment (p> 0.05). The same was observed in cultures of C. albicans (p> 0.05), it was concluded that the use of nanoparticles next to the photosensitizer was effective against Gram-positive bacteria.

Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T15:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_AnaCarolinaMazarinde_D.pdf: 5504556 bytes, checksum: ff8566e313e82701925549e2ecd544ab (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O óxido de grafeno (GO) é uma forma quimicamente modificada de grafeno que possui grupos funcionais contendo oxigênio (epóxi, carboxila, carbonila, e hidroxila) distribuídos sobre a base e as bordas de suas folhas. Devido à abundância dos grupamentos oxigenados, o GO tem sido usado como uma plataforma para suportar e estabilizar nanoestruturas metálicas, tais como nanopartículas de prata (NPAgs), visando aplicações biológicas. Além disso, devido à sua excelente capacidade de dispersão e elevada área superficial, o GO tem sido considerado uma carga promissora para a construção de compósitos poliméricos. Neste trabalho, relatamos a síntese do GO e dos nanocompósitos de óxido de grafeno funcionalizado com NPAgs (GO-Ag) os quais podem ser utilizados como agentes antibacterianos de amplo espectro. O GO foi sintetizado por meio do método de Hummers modificado, e o GO-Ag foi preparado através da redução in situ dos íons de prata por citrato de sódio. As folhas de GO foram funcionalizadas com NPAgs esféricas de diâmetro médio de 9,4 nm. Estes nanocompósitos exibiram excelente atividade antimicrobiana contra as principais bactérias em ambiente hospitalar, tais como Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Acinetobacter baumannii, e Staphylococcus aureus resistente à meticilina. Os nanocompósitos GO-Ag também foram aplicados como eficazes agentes antimicrobianos a fim de evitar a proliferação bacteriana em membranas de micro e ultrafiltração. Neste sentido, membranas antimicrobianas de acetato de celulose (CA) foram fabricadas a partir da incorporação de GO e GO-Ag na matriz polimérica (CA-GOAg). Após a funcionalização, as membranas permeáveis modificadas com GO-Ag foram capazes de inativar cerca de 90% das células de E. coli em comparação com as membranas de CA não modificadas. Os resultados sugerem que a incorporação de nanocompósitos GO-Ag é uma abordagem promissora para controlar o desenvolvimento da adesão bacteriana em membranas de purificação de água. Com relação à demanda de novos materiais com elevada estabilidade e com capacidade de proteção contra radiação ultravioleta (UV), foram fabricados filmes compósitos transparentes a partir de acetato de celulose e óxido de grafeno. A caracterização físico-química revelou que as folhas de GO estão bem dispersas por toda a matriz polimérica, proporcionando filmes compósitos lisos e homogêneos. Em comparação com os filmes pristinos de CA, os filmes compósitos exibiram melhor capacidade de proteção contra radiação UV combinado com transparência óptica à luz visível, o que reforça a sua aplicação como revestimentos transparentes com proteção UV para alimentos, produtos farmacêuticos, biomédicos, e produtos eletrônicos / Abstract: Graphene oxide (GO) is a chemically modified form of graphene that possesses oxygen-containing groups (epoxy, carboxyl, carbonyl, and hydroxyl) distributed on the plane and edges of the sheets. Owing to the abundance of oxygenated groups, GO has been used as a platform to support and stabilize metallic nanostructures such as silver nanoparticles (AgNPs), aiming biological applications. In addition, GO has been considered a promising material for building polymeric composites because of its excellent dispersibility and high surface area. In this work, we report the synthesis of GO and GO functionalized with AgNPs (GO-Ag) for use as a broad-spectrum antibacterial agent. GO was synthesized through the modified Hummers method, and the GO-Ag was prepared through the in situ reduction of silver ions by sodium citrate. Spherical AgNPs with average size of 9.4 nm were found well-dispersed throughout the GO sheets. This nanocomposite exhibited excellent antimicrobial activity against common nosocomial bacteria such as Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Acinetobacter baumannii, and methicillin-resistant Staphylococcus aureus. GO-Ag nanocomposites were also applied as an effective antimicrobial agent in order to prevent the bacterial proliferation on micro and ultrafiltration membranes. Cellulose acetate (CA) membranes were then fabricated from the incorporation of GO and GO-Ag into the polymeric matrix (CA-GOAg). After functionalization, the permeable CA membranes modified with GO-Ag were able to inactivate mostly 90% of E. coli cells compared to the non-modified CA membranes. The results suggest that the incorporation of GO-Ag nanocomposites is a promising approach to control biofouling development in water purification membranes. Concerning the demand for novel ultraviolet shielding materials with high stability, transparent and UV-shielding composite films were fabricated by casting a mixture of GO with cellulose acetate (CA). The physicochemical characterization revealed that GO sheets were well-dispersed throughout the polymeric matrix, providing smooth and homogeneous composite films. By comparison with pristine CA films, the composite films displayed an improved UV-shielding capacity combined with optical transparency under visible light, which underscores their application as transparent UV-protective coatings for food, pharmaceutical, biomedical, and electronic products / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutora em Ciências