SILVA FILHO, Pedro Martins da. Síntese de nanoparticulas de sílicas carregadas positivamente e estudo de adsorção de fármacos aniônicos. 2016. 77 f. Dissertação (Mestrado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Aline Mendes (alinemendes.ufc@gmail.com) on 2017-01-13T21:11:19Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_pmsilvafilho.pdf: 3989772 bytes, checksum: 3cfb52fe73b196b199b3fc9a0b7c5c3d (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-19T12:49:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_pmsilvafilho.pdf: 3989772 bytes, checksum: 3cfb52fe73b196b199b3fc9a0b7c5c3d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-19T12:49:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_pmsilvafilho.pdf: 3989772 bytes, checksum: 3cfb52fe73b196b199b3fc9a0b7c5c3d (MD5) Previous issue date: 2016 / For this work silica-based mesoporous nanomaterials were synthesized to be used in transportation and controlled released of drugs. It is divided in three stages, where the first concerns the study (I) of two different synthetic routes in literature and the development of a third one, and the subsequent choice of the most advantageous. (II) The study of different functionalizations with silylating agent 3-aminopropyltrethoxysilane (APTES), through graft and the reaction medium, and through co-condensation (II). Modification of the amino group obtained from the APTES, through a process of quatenization in order to produce a material with a positive surface charge that doesn't depend on the medium. The second part consists of the study of the adsorption of the material functionalized with primary and quaternary amine through the adsorption isotherms and kinetics. The third part concerns the studies of the release in aqueous and biologic media, as well as indications of possible usages of the material obtained. In this work were produced nanometric materials in size between 65 nm and 120 nm with positive superficial charge of + 22.1 mV and 25 mV. The material revealed high adsorption of the drug used in this study, which was composed of 700 mg g-1 for primary amine and 800 mg g -1 for quaternary amine. The release tests indicate that the material is active, with release of the active ingredient of the chosen drug, sodium nitroprusside. / No presente trabalho foram sintetizados nanomateriais mesoporosos à base de sílica visando aplicação em carreamento e liberação controlada de fármacos. Dividiu-se o trabalho em três etapas, sendo a primeira referente ao (I) estudo de duas diferentes rotas sintéticas presentes na literatura e a elaboração de uma terceira rota, com posterior escolha da mais vantajosa. (II) Estudo de diferentes funcionalizações com o agente sililante 3- aminopropiltrietoxisilano (APTES), via enxerto e o meio reacional, e via co-condesação. (III) Modificação do grupo amino proveniente do APTES, através de um processo de quaternização afim de obter um material com carga superficial positiva, que não dependa do meio. A segunda parte consiste no estudo de adsorção do material funcionalizada com amina primaria e quaternária através das isotermas de adsorção e da cinética de adsorção. A terceira parte consiste em estudos de liberação em meio aquoso e biológicos, assim com propostas para o uso do material. No Trabalho foram obtidos materiais nanometricos de tamanho entre 65 e 120 nm, com carga superficial positiva de + 22,1 mV e 25 mV. O material apresentou alta absorção para o fármaco em estudo, sendo de 710 mg g -1 para amina primaria e 800 mg g-1 para a amina quaternária. Os testes de liberação indicaram que o material apresenta-se ativo, com liberação do princípio ativo do fármaco escolhido, o nitroprussiato de sódio.

Foi estudado o comportamento fotofísico da 9-aminoacridina (9AA) e derivados, safranina O, auramina e 9-vinilantraceno, em partículas de sílica. Inicialmente, partículas de sílica obtidas comercialmente foram modificadas e marcadas com corantes acridínicos, porém sua morfologia tornou inviável o estudo fotofísico, devido à sua irregularidade. Foram preparadas nanoesferas de sílica, pelo método de Stöber, com diâmetro médio de 50 nm, que apresentaram altos sinais de fluorescência. Além disso, para evitar a dessorção dos marcadores nas nanopartículas em suspensão, foram preparadas nanopartículas do tipo cascacaroço, contendo um núcleo rico em marcador, protegido por uma casca de sílica. Estas nanopartículas, com diâmetro médio de 125 nm, mostraram-se excelentes matrizes para o estudo dos corantes, retardando sua difusão para o solvente. Foram ainda preparadas nanopartículas contendo poli(metacrilato de metila) marcado com derivado acridínico. A interação entre grupos silanol na superfície e o grupo N-H do marcador bloqueou o processo de transferência de carga intramolecular, característico do corante. Por fim, foram preparadas nanopartículas marcadas com 9-aminoacridina e safranina O. Na presença de safranina O, o tempo de vida de fluorescência referente à desativação do cromóforo acridina passou de 12,2 ns para 9,71 ns, indicando processos de transferência de energia e supressão de fluorescência, no interior das partículas. / Photophysical behavior of 9-aminoacridine (9AA) and derivatives, safranine O, auramine and 9-vinylanthracene was investigated, in silica particles. Firstly, commercial silica was modified and grafted with acridinic dyes; however, photophysical studies became unviable, due to its morphology. Silica nanospheres were prepared by Stöber method, with mean diameter of 50 nm, presenting high fluorescence emission. Moreover, in order to avoid de desorption of dyes from particles in suspension, systems containing a dye reach nucleus protected by silica shells were prepared (core-shell nanoparticles). The core-shell nanospheres, with mean diameter of 125 nm, are excellent matrixes for fluorescence studies, since it retards dye diffusion to the solvent. It was also prepared nanoparticles containing poly(methylmethacrylate) grafted with 9AA derivative. Interaction between silica silanol groups and dye N-H groups broke the intramolecular charge transfer, a characteristic process occurring in this dye. Finally, nanoparticles grafted with 9AA and safranine O were prepared. In the presence of safranine, fluorescence lifetime related to the deactivation of the chromophore acridine reduced from 12.2 ns to 9.71 ns, suggesting energy transfer and fluorescence quenching processes within the particles.

Foi estudado o comportamento fotofísico da 9-aminoacridina (9AA) e derivados, safranina O, auramina e 9-vinilantraceno, em partículas de sílica. Inicialmente, partículas de sílica obtidas comercialmente foram modificadas e marcadas com corantes acridínicos, porém sua morfologia tornou inviável o estudo fotofísico, devido à sua irregularidade. Foram preparadas nanoesferas de sílica, pelo método de Stöber, com diâmetro médio de 50 nm, que apresentaram altos sinais de fluorescência. Além disso, para evitar a dessorção dos marcadores nas nanopartículas em suspensão, foram preparadas nanopartículas do tipo cascacaroço, contendo um núcleo rico em marcador, protegido por uma casca de sílica. Estas nanopartículas, com diâmetro médio de 125 nm, mostraram-se excelentes matrizes para o estudo dos corantes, retardando sua difusão para o solvente. Foram ainda preparadas nanopartículas contendo poli(metacrilato de metila) marcado com derivado acridínico. A interação entre grupos silanol na superfície e o grupo N-H do marcador bloqueou o processo de transferência de carga intramolecular, característico do corante. Por fim, foram preparadas nanopartículas marcadas com 9-aminoacridina e safranina O. Na presença de safranina O, o tempo de vida de fluorescência referente à desativação do cromóforo acridina passou de 12,2 ns para 9,71 ns, indicando processos de transferência de energia e supressão de fluorescência, no interior das partículas. / Photophysical behavior of 9-aminoacridine (9AA) and derivatives, safranine O, auramine and 9-vinylanthracene was investigated, in silica particles. Firstly, commercial silica was modified and grafted with acridinic dyes; however, photophysical studies became unviable, due to its morphology. Silica nanospheres were prepared by Stöber method, with mean diameter of 50 nm, presenting high fluorescence emission. Moreover, in order to avoid de desorption of dyes from particles in suspension, systems containing a dye reach nucleus protected by silica shells were prepared (core-shell nanoparticles). The core-shell nanospheres, with mean diameter of 125 nm, are excellent matrixes for fluorescence studies, since it retards dye diffusion to the solvent. It was also prepared nanoparticles containing poly(methylmethacrylate) grafted with 9AA derivative. Interaction between silica silanol groups and dye N-H groups broke the intramolecular charge transfer, a characteristic process occurring in this dye. Finally, nanoparticles grafted with 9AA and safranine O were prepared. In the presence of safranine, fluorescence lifetime related to the deactivation of the chromophore acridine reduced from 12.2 ns to 9.71 ns, suggesting energy transfer and fluorescence quenching processes within the particles.

Dissertação de Mestrado, apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC, para a obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / Nanomateriais têm sido empregados em diversas funções nas mais variadas áreas do conhecimento. Um campo de aplicação que ganha espaço nos últimos anos é o uso da nanotecnologia na agricultura, visando amenizar os impactos do avanço populacional e a escassez dos recursos naturais atuando no controle de pragas e gerenciamento de agroquímicos. Neste estudo foram avaliadas duas nanoestruturas para o carregamento de feromônios repelente de abelhas, sendo essas nanoestruturas nanopartículas de sílica mesoporosas e do tipo Stöber. Os nanomateriais foram sintetizados via método Sol-Gel e caracterizados por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, análise termogravimétrica, espectroscopia de infravermelho e método BET. As nanopartículas mesoporosas apresentaram-se com área superficial quase 5 vezes maior que a do tipo Stöber. A nanoestrutura mesoporosa apresentou a função desejada para a proposta do trabalho se tornando o principal alvo do estudo para os testes cinéticos dos feromônios acetato de octila e 2-heptanona. Os ferômonios foram encapsulados nos percentuais de 10, 20 e 40% e os ensaios cinéticos ocorreram por dois métodos apresentando diferenças nas características de liberação para os feromônios. As nanopartículas influenciaram de forma significativa na cinética de liberação dos feromônios retardando a taxa de liberação dependendo também das características moleculares dos feromônios, como tamanho de cadeia e polaridade. O acetato de octila demonstrou ser mais eficiente em seu encapsulamento na nanoestrutura, devido a sua polaridade que favorece a interação com grupos silanóis encontrados na superfície da nanopartícula. Dos testes cinéticos concluiu-se que as nanopartículas mesoporosas prolongaram a atividade de liberação dos feromônios permanecendo essa função por vários dias.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2696_1.pdf: 8323694 bytes, checksum: eb8c61603dbc2a2b1196dd1852bee9ff (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Nanocascas metálicas são uma nova classe de nanopartículas. Formadas por um caroço dielétrico revestido por uma casca metálica, possuem propriedades ópticas dependentes principalmente da razão raio do núcleo/espessura da casca, e através de variações nessa relação é possível sintonizar o perfil de absorção destas nanopartículas através do espectro eletromagnético, indo de comprimentos de onda situados na faixa do espectro visível, até regiões do infravermelho próximo. Nosso maior interesse reside na obtenção de nanocascas de ouro cujo perfil de absorção pode ser modulado para absorver em uma região denominada janela de transparência ótica para sistemas biológicos, em que o poder de penetração através dos tecidos é máximo; viabilizando a terapia por hipertermia, aquisição de imagens de células e detecção de biomoléculas. O processo de síntese é bastante complexo e conta com 5 etapas de difícil controle. Este trabalho apresenta um método reprodutível para obtenção de nanocascas de ouro através de três diferentes rotas. Através do emprego de diferentes técnicas bottom-up como auto-organização molecular e reações de oxirredução, fomos capazes de desenvolver um método confiável para a fabricação de nanocascas de ouro. Nossos resultados concordam com aqueles descritos na literatura e nosso método de fabricação apresenta importantes modificações nos processos normalmente empregados na literatura; habilitando, assim, o nosso laboratório a prosseguir com os estudos que visam às aplicações biológicas das nanocascas de ouro

Nanoesferas de sílica contendo fluoróforos encapsulados (o complexo quercetina- Al+3 e o corante rodamina B) foram preparadas com alto controle de tamanho e morfologia, utilizando catálise ácida e básica do tetraetilortossilicato (TEOS). As nanopartículas obtidas apresentaram diâmetro da ordem de 200-300 nm, possuindo maior regularidade quando preparadas em meio alcalino. Nas preparações foram utilizados o método de Stöber e o método caroço-casca. Devido à hidrólise da quercetina em meio básico, as partículas funcionalizadas com o flavonóide ou com o complexo quercetina-Al+3, apresentaram maior intensidade de emissão sob catálise ácida. No caso da catálise básica, as partículas apresentaram emissão significativa quando preparadas utilizando um sol de alumina, porém foram obtidos paralelepípedos nanométricos. Os decaimentos de fluorescência para o sistema quercetina-alumina são biexponenciais, em concordância com os dois complexos quercetina-Al+3 formados no interior da nanopartícula de sílica. No caso da rodamina B, foram realizadas medidas de espectroscopia de correlação de fluorescência, que mostraram uma relação entre relaxação difusional com tamanho e autoagregação das partículas. / Silica nanospheres doped with quercetin-Al+3 and rhodamine B were synthesized with high size control and morphology, using acid and basic catalysis of tetraethylorthosilicate (TEOS). The nanoparticle diameter obtained was about 200- 300 nm, with higher regularity when synthesized in alkaline media. The Stöber\'s and core-shell methods were used as preparation methods. Because the alkaline hydrolysis of quercetin, the flavonoid or the quercetin-Al+3 complex doped nanoparticles showed higher emission intensity when acid catalysis was used. When basic catalysis was performed, the particles prepared with an alumina-sol showed expressive emission intensity, but nanometric parallelepipeds were obtained. The quercetin-alumina fluorescence decays are biexponential, agreeing with the two types of quercetin-Al+3 complexes formed in the nanoparticles domain. In the case of rhodamine B, fluorescence correlation spectroscopy (FCS) measurements were performed, showing a relation between diffusion relaxation with size and aggregation behavior.

Nanoesferas de sílica contendo fluoróforos encapsulados (o complexo quercetina- Al+3 e o corante rodamina B) foram preparadas com alto controle de tamanho e morfologia, utilizando catálise ácida e básica do tetraetilortossilicato (TEOS). As nanopartículas obtidas apresentaram diâmetro da ordem de 200-300 nm, possuindo maior regularidade quando preparadas em meio alcalino. Nas preparações foram utilizados o método de Stöber e o método caroço-casca. Devido à hidrólise da quercetina em meio básico, as partículas funcionalizadas com o flavonóide ou com o complexo quercetina-Al+3, apresentaram maior intensidade de emissão sob catálise ácida. No caso da catálise básica, as partículas apresentaram emissão significativa quando preparadas utilizando um sol de alumina, porém foram obtidos paralelepípedos nanométricos. Os decaimentos de fluorescência para o sistema quercetina-alumina são biexponenciais, em concordância com os dois complexos quercetina-Al+3 formados no interior da nanopartícula de sílica. No caso da rodamina B, foram realizadas medidas de espectroscopia de correlação de fluorescência, que mostraram uma relação entre relaxação difusional com tamanho e autoagregação das partículas. / Silica nanospheres doped with quercetin-Al+3 and rhodamine B were synthesized with high size control and morphology, using acid and basic catalysis of tetraethylorthosilicate (TEOS). The nanoparticle diameter obtained was about 200- 300 nm, with higher regularity when synthesized in alkaline media. The Stöber\'s and core-shell methods were used as preparation methods. Because the alkaline hydrolysis of quercetin, the flavonoid or the quercetin-Al+3 complex doped nanoparticles showed higher emission intensity when acid catalysis was used. When basic catalysis was performed, the particles prepared with an alumina-sol showed expressive emission intensity, but nanometric parallelepipeds were obtained. The quercetin-alumina fluorescence decays are biexponential, agreeing with the two types of quercetin-Al+3 complexes formed in the nanoparticles domain. In the case of rhodamine B, fluorescence correlation spectroscopy (FCS) measurements were performed, showing a relation between diffusion relaxation with size and aggregation behavior.

A nanotecnologia tem sido aplicada para o desenvolvimento de materiais para diversas aplicações inclusive na inativação de patógenos. As nanopartículas de sílica (npSi) destacam-se pela alta área superficial, facilidade na alteração da superfície para aumento da eficiência adsortiva, penetrabilidade e toxicidade para bactérias gram-negativas sendo biocompatíveis para células de mamíferos e mais foto-estáveis que a maioria dos compostos orgânicos. Devido as suas vantagens, as npSi podem ser usadas para veicular fotossensibilizadores (FSs) uma vez que permitem sua utilização em solução aquosa em que os FSs geralmente são insolúveis. Além disso, o uso de FSs em vez de antibióticos, permite a inativação microbiológica pela Terapia Fotodinâmica sem que as bactérias adquiram resistência por mecanismos genéticos. Esse processo ocorre pela interação entre um FS, luz e oxigênio molecular produzindo oxigênio singleto que é extremamente reativo danificando estruturas celulares. O objetivo desse estudo foi otimizar a fotoinativação dinâmica de E .coli utilizando Azul de Metileno (AM) e Azul de Toluidina O (ATO) veiculados por npSi. As npSi foram preparadas pela metodologia sol-gel, caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e submetidas à adsorção de AM e ATO em sua superfície. A presença de AM e ATO na superfície das npSi foram analisadas por espectroscopia no infravermelho; espectroscopia de fluorescência por raio-X e análise termogravimétrica. O planejamento experimental, iniciado pelo fatorial 23 e modelado ao composto central em busca das condições ótimas foi adotado pela primeira vez nessa aplicabilidade, visando a fotoinativação de E. coli empregando AM e ATO em solução e em seguida com npSi. AM e ATO veiculados por npSi permitem a fotoinativação em concentrações mais baixas de FS (20 e 51% respectivamente), causando desestruturação da integridade bacteriana demonstrada por MEV. Os resultados sugerem que a veiculação de AM e ATO por npSi é extremamente efetiva para a fotoinativação dinâmica de E. coli e que o planejamento composto central pode levar à completa inativação das bactérias. / Nanotechnology has been applied to the development of materials for several apllications inclusive inactivation of pathogens. The silica nanoparticles (npSi) are distinguished by high surface area, ease of change the surface in order to increase the adsorption efficiency, penetrability and toxicity in gram-negative bacteria being biocompatible with mammalian cells and more photo-stable than most the organic compounds. Due to its advantages, npSi can be used to carry photosensitizers (PSs) since they allow its use in aquous solution in which PSs are frequently insoluble. Furthermore, the use of PSs instead of antibiotics, allows the microbiological inactivation by Photodynamic Therapy without bacteria to develop resistance by genetic mechanisms. This process occurs by the interaction among a PS, light and molecular oxygen producing singlet oxygen, which is extremely reactive, causing damage to cellular structures. The aim of this study was to optimize the photoinactivation of E. coli using Methylene Blue (MB) and Toluidine Blue O (TBO) carried by npSi using the central composite design. The npSi were prepared by sol-gel method, characterized by scanning electron microscopy (SEM) and subjected to adsorption of MB and TBO on its surface. The presence of FSs on the surface of npSi were analyzed by infrared spectroscopy, fluorescence X-ray spectroscopy and thermogravimetric analysis. The experimental design, initiated by the factorial 23 and modeled by the central composite in search of the optimal conditions was adopted for the first-time for this applicability, aiming the E. coli photoinactivation employing MB and TBO in solution and then with npSi. MB and TBO carried by npSi allowed the photoinactivation in lower concentrations of PS (20 and 51% respectively), causing disruption of bacterial integrity demonstrated by SEM. The results suggest that MB and TBO carried by npSi are extremely effective for dynamic photoinactivation of E. coli and the central composite design can lead to complete inactivation of bacteria.

Orientador: Maria do Carmo Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T19:34:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DeFarias_MarceloAlexandre_D.pdf: 6813625 bytes, checksum: 734f14c74ec0690013d0549463dd8b09 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O principal objetivo desta tese consiste na síntese de nanopartículas de prata e de sílica e sua posterior modificação de superfície. Visando atribuir um caráter hidrofóbico às nanopartículas, sintetizou-se o copolímero em bloco de poliestireno-bloco-poli(N-vinil-2-pirrolidona) (PS-b-PVP), via técnicas de polimerização radicalar controlada. A metodologia utilizada produziu copolímeros de PS-b-PVP com baixa polidispersidade e massa molar controlada, capazes de estabilizar a emulsão de água em clorofórmio. Nanopartículas de prata (AgNP) produzidas à temperatura ambiente exibiram diâmetros médios de 8 e 11 nm, utilizando PVP ou PS-b-PVP como agentes estabilizantes, respectivamente. Nanopartículas de sílica (SiO2NP) foram sintetizadas pelo método de Stöber e apresentaram diâmetros aproximados de 40, 80 e 150 nm. Também foram utilizadas SiO2NP comerciais, que apresentaram duas populações com diâmetros médios de 12 e 25 nm, além de aglomerados. Por este motivo, a adsorção de PVP ou de PS-b-PVP à superfície das SiO2NP só foi caracterizada adequadamente com as SiO2NP sintetizadas. Mapas elementares de carbono, obtidos por imagem espectroscópica de elétrons (ESI-TEM) de dispersões de AgNP ou SiO2NP, mostraram que ambas as nanopartículas tiveram sua superfície modificada por PVP ou PS-b-PVP. Adicionalmente, as nanopartículas foram incorporadas em matrizes de poliestireno-bloco-polibutadieno-bloco-poliestireno (SBS) para produção de nanocompósitos. Observou-se por espalhamento de raios X de baixo ângulo (SAXS) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM) que filmes de SBS puros apresentaram elevado grau de auto-organização da microestrutura de cilindros empacotados hexagonalmente, devido às condições de tratamento térmico e de casting utilizadas. Os nanocompósitos contendo SiO2NP apresentaram o mesmo comportamento termomecânico que a matriz de SBS, embora perturbações na microestrutura da matriz tenham sido observadas. Imagens de microscopia de força Kelvin mostraram a presença de domínios com potenciais elétricos distintos, indicando a ocorrência de uma forte interação entre o SBS e as AgNP/PS-b-PVP. Análises de DMA e TEM sugeriram que as AgNP/PS-b-PVP apresentaram maior interação com os cilindros de PS da matriz de SBS, em comparação com as AgNP/PVP. O conjunto de resultados obtidos neste trabalho indica que foi possível modificar superficialmente as nanopartículas inorgânicas empregando o copolímero PS-b-PVP / Abstract: The main objective of this thesis is the synthesis and surface modification of silver and silica nanoparticles. Aiming towards a hydrophobic character for the nanoparticles, the polystyrene-block-poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) (PS-b-PVP) amphiphilic block copolymer was synthesized by controlled radical techniques. This methodology produced PS-b-PVP block copolymers with low polydispersity and controlled molar mass, which are able to stabilize water/chloroform emulsions. Silver nanoparticles (AgNP) produced at room temperature showed 8 and 11 nm mean diameters when using PVP or PS-b-PVP, respectively. Silica nanoparticles (SiO2NP) synthesized by Stöber method showed 40, 80 and 150 nm mean diameters. Commercial SiO2NP was also used and presented two populations with mean diameters of 12 and 25 nm, as well as agglomerates. The adequate characterization of PVP or PS-b-PVP adsorption onto SiO2NP surfaces was only possible using the SiO2NP obtained by the Stöber method. Carbon maps, obtained by electron spectroscopic imaging (ESI-TEM) showed that AgNP and SiO2NP were both surface modified by PVP or PS-b-PVP. Additionally, the nanoparticles were incorporated into polystyrene-block-polybutadiene-block-polystyrene (SBS) matrices to produce nanocomposites. Small angle X ray scattering (SAXS) and transmission electron microscopy (TEM) showed that SBS films presented a high self-assembly degree of the hexagonally packed cylinder due to annealing and casting conditions. Similar thermal-mechanical behavior was observed for the nanocomposites containing SiO2NP in relation to pure SBS, although perturbations in the SBS microstructure had also been observed. Kelvin force microscopy (KFM) showed domains with different electrical potentials, indicating a strong interaction between SBS and AgNP/PS-b-PVP. DMA and TEM analysis suggested that AgNP/PS-b-PVP interacted preferentially with SBS matrix PS cylinders. The results obtained in this work indicate that the inorganic nanoparticle surfaces were successfully modified by the PS-b-PVP copolymer / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

A nanotecnologia tem sido aplicada para o desenvolvimento de materiais para diversas aplicações inclusive na inativação de patógenos. As nanopartículas de sílica (npSi) destacam-se pela alta área superficial, facilidade na alteração da superfície para aumento da eficiência adsortiva, penetrabilidade e toxicidade para bactérias gram-negativas sendo biocompatíveis para células de mamíferos e mais foto-estáveis que a maioria dos compostos orgânicos. Devido as suas vantagens, as npSi podem ser usadas para veicular fotossensibilizadores (FSs) uma vez que permitem sua utilização em solução aquosa em que os FSs geralmente são insolúveis. Além disso, o uso de FSs em vez de antibióticos, permite a inativação microbiológica pela Terapia Fotodinâmica sem que as bactérias adquiram resistência por mecanismos genéticos. Esse processo ocorre pela interação entre um FS, luz e oxigênio molecular produzindo oxigênio singleto que é extremamente reativo danificando estruturas celulares. O objetivo desse estudo foi otimizar a fotoinativação dinâmica de E .coli utilizando Azul de Metileno (AM) e Azul de Toluidina O (ATO) veiculados por npSi. As npSi foram preparadas pela metodologia sol-gel, caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e submetidas à adsorção de AM e ATO em sua superfície. A presença de AM e ATO na superfície das npSi foram analisadas por espectroscopia no infravermelho; espectroscopia de fluorescência por raio-X e análise termogravimétrica. O planejamento experimental, iniciado pelo fatorial 23 e modelado ao composto central em busca das condições ótimas foi adotado pela primeira vez nessa aplicabilidade, visando a fotoinativação de E. coli empregando AM e ATO em solução e em seguida com npSi. AM e ATO veiculados por npSi permitem a fotoinativação em concentrações mais baixas de FS (20 e 51% respectivamente), causando desestruturação da integridade bacteriana demonstrada por MEV. Os resultados sugerem que a veiculação de AM e ATO por npSi é extremamente efetiva para a fotoinativação dinâmica de E. coli e que o planejamento composto central pode levar à completa inativação das bactérias. / Nanotechnology has been applied to the development of materials for several apllications inclusive inactivation of pathogens. The silica nanoparticles (npSi) are distinguished by high surface area, ease of change the surface in order to increase the adsorption efficiency, penetrability and toxicity in gram-negative bacteria being biocompatible with mammalian cells and more photo-stable than most the organic compounds. Due to its advantages, npSi can be used to carry photosensitizers (PSs) since they allow its use in aquous solution in which PSs are frequently insoluble. Furthermore, the use of PSs instead of antibiotics, allows the microbiological inactivation by Photodynamic Therapy without bacteria to develop resistance by genetic mechanisms. This process occurs by the interaction among a PS, light and molecular oxygen producing singlet oxygen, which is extremely reactive, causing damage to cellular structures. The aim of this study was to optimize the photoinactivation of E. coli using Methylene Blue (MB) and Toluidine Blue O (TBO) carried by npSi using the central composite design. The npSi were prepared by sol-gel method, characterized by scanning electron microscopy (SEM) and subjected to adsorption of MB and TBO on its surface. The presence of FSs on the surface of npSi were analyzed by infrared spectroscopy, fluorescence X-ray spectroscopy and thermogravimetric analysis. The experimental design, initiated by the factorial 23 and modeled by the central composite in search of the optimal conditions was adopted for the first-time for this applicability, aiming the E. coli photoinactivation employing MB and TBO in solution and then with npSi. MB and TBO carried by npSi allowed the photoinactivation in lower concentrations of PS (20 and 51% respectively), causing disruption of bacterial integrity demonstrated by SEM. The results suggest that MB and TBO carried by npSi are extremely effective for dynamic photoinactivation of E. coli and the central composite design can lead to complete inactivation of bacteria.