Síntese, caracterização e investigação da ação antioxidante da L-cisteína ancorada na superfície de nanopartículas de magnetita
Data
2021-07-05
Autores
Santana, Nicole de Souza 
Orientadores
Haddad, Paula Silvia
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Este projeto tem como objetivo sintetizar, funcionalizar, caracterizar e avaliar a ação antioxidante da molécula de L-Cisteína (Cys) ancorada em nanopartículas (NPs) superparamagnéticas de óxido de ferro do tipo magnetita (Fe3O4), também conhecidas como SPIONs (Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles). Na primeira etapa deste trabalho, as SPIONs foram sintetizadas a partir do método de coprecipitação dos sais cloreto de ferro (II) tetra hidratado (FeCl2∙4H2O) e cloreto de ferro (III) hexa hidratado (FeCl3∙6H2O) solubilizados em uma solução de ácido clorídrico (HCl) sob a adição de hidróxido de amônio (NH4OH). A superfície das SPIONs foi funcionalizada com Cys com a finalidade de aumentar sua biocompatibilidade e principalmente avaliar sua ação antioxidante, além de analisar a possível utilização desses sistemas como potenciais veículos carreadores de fármacos, uma vez que os grupos SH presentes na Cys servem como pontos de coordenação para biomoléculas e fármacos.
Portanto, este estudo foi separado em duas vertentes, a primeira teve o intuito de avaliar a funcionalização da superfície das SPIONs com Cys variando-se parâmetros como tempo de reação e razão mássica (NPs:Cys) a fim de observar a dimerização da Cys e otimizar o processo de síntese. As amostras obtidas foram caracterizadas por difração de raios X e espectroscopia vibracional na região do infravermelho e curvas magnéticas. Os grupos SH livres da Cys ancorada nas NPs, também foram avaliados quantitativamente. Os resultados mostraram que as nanopartículas apresentam a estrutura da magnetita com tamanho médio de cristalito em torno de 12 nm, além de apresentarem comportamento superparamagnético e a presença de grupos tióis livres na superfície, em torno de 0,062 mmol/g.
A segunda vertente focou em verificar a ação antioxidante através da realização de ensaios biológicos in vitro utilizando células mononucleares. Os resultados obtidos demonstraram que a ação antioxidante da Cys quando ancorada na superfície das SPIONs se manteve. O valor do EC50, concentração necessária para levar 50% das células à morte, obtido se mostrou promissor para a realização de ensaios biológicos in vivo.
The goal of this project was to synthetize, functionalize, characterize and evaluate the antioxidant action of the L-Cysteine (Cys) molecule when anchored to superparamagnetic iron oxide such as magnetite (Fe3O4) nanoparticles, SPIONs. The first stage of this work consists on the SPIONs synthesis, obtained by the coprecipitation method, in which the salts iron chloride II (FeCl2∙4H2O) and (FeCl3∙6H2O) III were solubilized in a solution with hydrochloric acid (HCl) by the addition of ammonium hydroxide (NH4OH). The SPIONs surface was functionalized with Cys to increase its biocompatibility, evaluate its antioxidant action and the possibility to use these systems as drug carriers, once the SH groups act like coordination points to biomolecules and drugs. Therefore, this study was separate in two strands, the first one, with the intent to observe the dimerization of the Cys molecule into Cystine and evaluate and improve the functionalization process of the SPIONs surface with Cys, by varying parameters such as reaction time and mass proportions (NPs:Cys). The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and magnetic curves. The presence of SH groups was quantified. Take together the results show that the NPs present a magnetite structure with 12 nm crystallite average size in addition to the presence of free thiol groups on the surface around 0,062 mmol/g. The second part of this work focused on verifying the antioxidant action of Cys by the realization of biological tests in vitro. The results showed that Cys antioxidant action when anchored to SPIONs remained and the EC50 obtained allows the realization of in vivo biological experiments in the future.
The goal of this project was to synthetize, functionalize, characterize and evaluate the antioxidant action of the L-Cysteine (Cys) molecule when anchored to superparamagnetic iron oxide such as magnetite (Fe3O4) nanoparticles, SPIONs. The first stage of this work consists on the SPIONs synthesis, obtained by the coprecipitation method, in which the salts iron chloride II (FeCl2∙4H2O) and (FeCl3∙6H2O) III were solubilized in a solution with hydrochloric acid (HCl) by the addition of ammonium hydroxide (NH4OH). The SPIONs surface was functionalized with Cys to increase its biocompatibility, evaluate its antioxidant action and the possibility to use these systems as drug carriers, once the SH groups act like coordination points to biomolecules and drugs. Therefore, this study was separate in two strands, the first one, with the intent to observe the dimerization of the Cys molecule into Cystine and evaluate and improve the functionalization process of the SPIONs surface with Cys, by varying parameters such as reaction time and mass proportions (NPs:Cys). The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and magnetic curves. The presence of SH groups was quantified. Take together the results show that the NPs present a magnetite structure with 12 nm crystallite average size in addition to the presence of free thiol groups on the surface around 0,062 mmol/g. The second part of this work focused on verifying the antioxidant action of Cys by the realization of biological tests in vitro. The results showed that Cys antioxidant action when anchored to SPIONs remained and the EC50 obtained allows the realization of in vivo biological experiments in the future.
Descrição
Citação
SANTANA, N. S. Síntese, caracterização e investigação da ação antioxidante da L-cisteína ancorada na superfície de nanopartículas de magnetita. 2021. 49 f. Trabalho de conclusão do curso (Graduação em Química Industrial) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo, Diadema, 2021.