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Previous issue date: 2012-10-11 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Magnetic nanoparticles with two different chemical compositions, magnetite and zinc doped manganese ferrite were synthesized, functionalized with lauric acid bilayers and dispersed into water yielding stable aqueous colloidal suspensions at physiological pH. Bioactive molecules of different sizes, Amphotericin B and curcumin, were associated to the lauric acid bilayers of the suspended nanoparticles. X-ray diffraction analyses reveled a diffraction pattern characteristic of the cubic spinel crystalline phase for both samples. The nanoparticles average size estimated by Debye-Scherrer’s formula was 9 nm for zinc doped manganese ferrite and 8 nm for magnetite. The hysteresis curves showed that the nanoparticles are super paramagnetic at room temperature with saturation magnetization of 44.2 emug-1 for zinc doped manganese ferrite and 51.5 emug-1 for magnetite. The IR analysis showed the presence of lauric acid associated to the nanoparticles, and the TG curves showed a higher amount of lauric acid bonded to zinc doped manganese ferrite. The hydrodynamic diameters of the nanoparticles indicate that they are dispersed into the suspension as aggregates, and that the association of bioactive molecules did not affect the hydrodynamic sizes of the aggregates. The IR spectra confirmed the presence of bioactive molecules in the formulations and the UV-VIS spectra showed that these molecules are solubilized into the lauric acid bilayers in their monomeric forms. The functionalized nanoparticles containing the bioactive molecules present less negative zeta potential than the lauric acid functionalized nanoparticles, indicating that the bioactive molecules interact with the medium of the suspensions. The evaluation of aggregation of the nanoparticles in cell culture medium showed that the nanoparticles aggregation is significantly reduced by the addition of proteins (FBS and BSA) in cell culture medium. The study of interaction of the nanoparticles with bovine serum albumin before and after the association with the bioactive molecules showed that these systems present great affinity for BSA, with binding constants (Kb) in the range of 105 -106M-1. These results suggest that the nanoparticles functionalized with lauric acid bilayers, pure or associated to amphotericin B and curcumin, can be bioconjugated to proteins producing formulations with higher colloidal stability in biological media. / Nanopartículas magnéticas com duas diferentes composições químicas, magnetita e ferrita de manganês dopada com zinco, foram sintetizadas, funcionalizadas com bicamadas de ácido láurico e dispersas em meio aquoso produzindo suspensões coloidais estáveis em pH fisiológico. Posteriormente, foram associadas moléculas bioativas de tamanhos diferentes, Anfotericina B e curcumina, nas bicamadas de ácido láurico funcionalizadas nos dois tipos de nanopartículas em suspensão. A caracterização estrutural e composicional das nanopartículas foi realizada por difração de raios X e análise química dos teores de íons metálicos. Os difratogramas mostraram um padrão de difração referente à formação de material constituído por uma única fase cristalina cúbica do tipo espinélio. Os tamanhos médios estimados pela fórmula de Debye-Scherrer foram 9 e 8 nm para as nanopartículas de ferrita de manganês dopadas com zinco e de magnetita, respectivamente. Os teores dos íons metálicos indicaram um pequeno desvio na estequiometria final dos sólidos em relação à estequiometria inicial. As técnicas utilizadas para caracterizar as nanopartículas funcionalizadas antes e após a associação da Anfotericina B e da curcumina foram IV, UV-VIS, TG, VSM e ainda foram realizadas medidas de potencial zeta e de diâmetro hidrodinâmico. As curvas de histerese indicaram a formação de nanopartículas superparamagnéticas à temperatura ambiente com magnetização de saturação de 44,2 emug-1 para a ferrita de manganês dopada com zinco e 51,6 emug-1 para a magnetita. As análises de IV mostraram que as nanopartículas foram funcionalizadas com ácido láurico e as curvas de TG indicaram que as nanopartículas de ferrita de manganês dopadas com zinco contêm maior quantidade de ácido láurico do que as nanopartículas de magnetita. Os valores de diâmetros hidrodinâmicos das nanopartículas indicaram que as mesmas estão dispersas na suspensão na forma de agregados e que a associação das moléculas bioativas não influenciou nos tamanhos hidrodinâmicos dos agregados. Os espectros de IV comprovaram a presença das moléculas bioativas nas formulações e a análise dos espectros de UV-VIS mostrou que as moléculas bioativas estão solubilizadas nas bicamadas de ácido láurico em suas formas monoméricas. As nanopartículas funcionalizadas associadas às moléculas bioativas apresentaram potencial zeta menos negativo que as nanopartículas funcionalizadas, indicando que as moléculas bioativas interagem com o meio das suspensões. O estudo de
agregação de nanopartículas em meio de cultura celular mostrou que a adição de proteínas contribui significativamente para a diminuição da agregação das nanopartículas neste meio. O estudo de interação entre a albumina de soro bovino (BSA) e as nanopartículas funcionalizadas antes e após a associação das moléculas bioativas mostrou que os sistemas têm grande afinidade com a BSA, com constantes de ligação (Kb) da ordem de 105–106 M-1. Esses resultados sugerem que as nanopartículas funcionalizadas com bicamadas de ácido láurico, puras ou associadas à Anfotericina B e à curcumina podem ser bioconjugadas a essa proteína produzindo formulações com maior estabilidade coloidal em meios biológicos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/8867 |
| Date | 11 October 2012 |
| Creators | Santos, Michelly Christine dos |
| Contributors | Lima, Emília Celma de Oliveira, Lima, Emília Celma de Oliveira, Oliveira, Mônica Cristina de, Sartoratto, Patrícia Pommé Confessori |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Química (IQ), UFG, Brasil, Instituto de Química - IQ (RG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 663693921325415158, 600, 600, 600, 600, 7826066743741197278, 1571700325303117195, -2555911436985713659 |
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