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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Carbon dots : síntese via carbonização hidrotérmica a partir de fontes proteicas e sua interação com sistemas biológicos
Title Alternative: Carbon dots : synthesis via hydrothermal carbonization from protein sources and their interaction with biological systems
Author: Moraes, Liz Specian de, 1990-
Advisor: Alves, Oswaldo Luiz, 1947-
Abstract: Resumo: A Nanotecnologia tem despertado o interesse da Ciência e da Indústria devido à ampla gama de materiais e aplicações que podem ser desenvolvidos a partir de sistemas nanométricos. Recentemente, os carbon dots (CDs) emergiram como uma nova classe de nanomateriais a base de carbono com interessantes propriedades fotoluminescentes que permitem seu uso potencial em aplicações de bioimageamento, sensores e transporte de fármacos. Devido à sua baixa toxicidade e sua biocompatibilidade, os CDs têm sido considerados como uma alternativa promissora aos convencionais quantum dots de semicondutores. Neste trabalho, reporta-se o uso de albumina de soro bovino (BSA) e plasma bovino (PB) como precursores na síntese de CDs via carbonização hidrotérmica. Ademais, o estudo também contempla a caracterização físico-química aprofundada e a avaliação da interação desses nanomateriais com sistemas biológicos, empregando ensaios de hemólise e internalização celular. A morfologia e o tamanho das nanopartículas de carbono foram analisados por Microscopia Eletrônica de Transmissão. Os CDs obtidos a partir de BSA e PB apresentavam formato esférico com tamanho médio de 8,7 e 3,7 nm, respectivamente. O rendimento quântico de fluorescência foi calculado utilizando sulfato de quinino como referência. Os CDs sintetizados a partir de BSA e PB exibiram rendimentos quânticos iguais a 4,9% e 3,8%, quando excitados em comprimentos de onda de 315 e 300 nm, respectivamente. Adicionalmente, o fenômeno de red shift foi observado nos espectros de emissão de ambos os CDs sintetizados, indicando a formação de partículas com diferentes tamanhos e/ou a presença de diferentes traps de energia em sua superfície. A composição dos CDs foi determinada por Análise Elementar e Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios-X. Ambos os materiais continham os elementos C, N, O e S. Os ensaios hemolíticos demonstraram que os CDs sintetizados não ocasionaram danos à membrana das hemácias nas concentrações entre 5 e 250 ?g.mL-1. A internalização celular destes nanomateriais em células de ovário de hamster chinês e macrófagos foi confirmada através da técnica de Microscopia Confocal de Varredura a Laser

Abstract: Nanotechnology has drawn the interest of Science and Industry due to the wide range of materials and applications that can be developed from nanoscale systems. Recently, carbon dots (CDs) have emerged as a new class of carbon-based nanomaterials with interesting photoluminescent properties that enable their potential use in bioimaging, sensing and drug delivery applications. Due to their low toxicity and biocompatibility, CDs have been considered as a promising alternative to conventional semiconductor-based quantum dots. In this work, we report the use of bovine serum albumin (BSA) and bovine plasma (PB) as precursors to synthesis of CDs via hydrothermal carbonization. In addition, the study also includes the detailed physical-chemical characterization and the evaluation of interaction between these nanomaterials and biological systems, applying hemolytic and cell internalization assays. The morphology and size of the carbon nanoparticles were analyzed by Transmission Electronic Microscopy. CDs obtained from BSA and PB had spherical shape with an average size of 8.7 and 3.7 nm, respectively. The fluorescence quantum yield was calculated using quinine sulfate as reference. CDs synthesized from BSA and PB exhibited quantum yields of 4.9% and 3.8%, when they were excited at wavelength of 315 and 300 nm, respectively. Furthermore, the red shift phenomenon was observed in the emission spectra of both synthesized CDs, indicating the formation of particles with different sizes or the presence of surface energy traps distribution. The composition of CDs was determined by Elemental Analysis and X-ray Photoelectron Spectroscopy. Both nanomaterials contained C, N, O and S elements. The hemolytic assay demonstrated the synthesized CDs did not cause damage to red blood cell membrane at concentrations between 5 and 250 ?g.mL-1. The cellular internalization of these nanomaterials in Chinese hamster ovary cells and macrophages was confirmed by Confocal Laser Scanning Microscopy technique
Subject: Nanoestruturas de carbono
Pontos quânticos de carbono
Fluorescência
Bioimageamento
Nanomateriais
Editor: [s.n.]
Citation: MORAES, Liz Specian de. Carbon dots: síntese via carbonização hidrotérmica a partir de fontes proteicas e sua interação com sistemas biológicos. 2016. 1 recurso online (99 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/325766>. Acesso em: 31 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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