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Previous issue date: 2011-12-14 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação foi utilizada a espectroscopia Raman intensificado por
superfície (Surface Enhanced Raman Scattering – SERS) para monitorar a adsorção de
moléculas de interesse biológico em superfície metálica de ouro ou cobre.
Foram sintetizadas diferentes nanopartículas metálicas de ouro, variando-se a
concentração, a ordem de adição dos reagentes e a temperatura em que as sínteses foram
feitas. Através dos espectros de extinção dos coloides metálicos foi possível estimar a
distribuição de tamanhos obtida em cada uma das sínteses, e as amostras foram também
analisadas por medidas de microscopia eletrônica de varredura e espalhamento
dinâmico de luz.
As nanopartículas de cobre foram obtidas em meio aquoso, sofrendo oxidação
da superfície com formação de óxido de cobre (II), cuja cinética foi acompanhada por
espectros de extinção. Quando um adsorbato com caráter redutor foi adicionado à
superfície metálica, houve redução do óxido de cobre, presente na superfície da
nanopartícula, permitindo a obtenção do espectro SERS da forma oxidada da espécie
adsorvida. A molécula que possibilitou o estudo deste mecanismo redox foi a p
fenilenodiamina, sendo obtido o espectro SERS da espécie oxidada radical cátion.
Serotonina, adrenalina, L-carnosina, melatonina, rifampicina e albumina sérica
bovina foram os adsorbatos utilizados para a obtenção dos espectros SERS em coloide
de ouro. Estas moléculas apresentam anéis aromáticos, que contribuem para uma
elevada polarizabilidade molecular e por isso se espera elevado sinal SERS. Estas
espécies também possuem átomos de nitrogênio e oxigênio, os quais estão disponíveis
como sítios de coordenação para a interação com a superfície metálica. Para obtenção
dos espectros SERS foram utilizadas diferentes radiações excitantes, na busca da
ressonância com as transições do plasmon de superfície localizado das nanopartículas
de ouro.
Foi ainda realizado o cálculo teórico vibracional para cada um dos adsorbatos
estudados, isolados ou coordenados a um ou mais átomos de ouro ou cobre, através dos
quais foi realizada a atribuição dos espectros Raman e SERS dos sólidos e dos
complexos de superfície formados, respectivamente. Através desta atribuição e das
regras de seleção de superfície foi possível determinar a geometria de adsorção da
biomolécula à superfície da nanopartícula metálica. / In this dissertation the Surface Enhanced Raman Scattering (SERS)
spectroscopy was used to monitor molecules with biological interest adsorbed on gold
or copper metallic surfaces.
Different gold metallic nanoparticles were synthesized varing the concentration,
the addition order of the reagents and the temperature in which the syntheses were
made. The size distributions were estimated for each colloid synthesis by the extinction
spectra of the suspensions, and the samples were also analyzed by scanning electronic
microscopy and dynamic light scattering techniques.
Copper nanoparticles were obtained in aqueous media, undergoing surface
oxidation with the formation of Cu(II) oxide, whose kinetic was followed by extinction
spectra. When a reducer adsorbate was added to the nanoparticle suspension, the copper
oxide, present in the metallic surfaces, undergoing reduction, allowing the achievement
of SERS spectrum of the adsorbate in the oxidized form. The molecule which allowed
the study of this redox mechanism was p-phenylenediamine, and the SERS spectrum
was obtained from the radical cation species.
Serotonin, adrenaline, L-carnosine, melatonin, rifampicin and bovine serum
albumin were the adsorbates selected to obtain the SERS spectra in gold colloids. These
molecules exhibit aromatic rings, whose is expected high contribution for the molecular
polarizability, and in consequence of this a great SERS signal. Such species also have
nitrogen and oxygen atoms, which are available coordination sites for interaction with
the metallic surface. Different exciting radiations were used for searching of the
resonance with the localized surface plasmon transitions of the gold nanoparticles.
It was made the vibrational theoretical calculations for each studied adsorbate,
isolated and coordinated to one or more gold or copper atoms, that were used for the
assignment of Raman and SERS spectra of the solid and the surface complex,
respectively. Through such assignment and the surface selection rules it was possible to
determinate the adsorption geometry of biomolecule on the metallic surface.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/4297 |
| Date | 14 December 2011 |
| Creators | Carvalho, Dhieniffer Ferreira de |
| Contributors | Sant’Ana, Antonio Carlos, Temperini, Marcia Laudelina Arruda, Machado, Flávia |
| Publisher | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Programa de Pós-graduação em Química, UFJF, Brasil, ICE – Instituto de Ciências Exatas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFJF, instname:Universidade Federal de Juiz de Fora, instacron:UFJF |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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