Filmes de Langmuir e Langmuir-Blodgett de polímero conjugado para imobilização da enzima Fitase
Data
2020-03-26
Autores
Rodrigues, Rebeca Da Rocha 
Orientadores
Philadelphi, Laura Oliveira Peres
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The main objective of this work was to employ the copolymer poly[(9,9- dioctylfluorene)-co-(3-hexylthiophene)] (PDOF-co-3HTh), with possible incorporation of gold nanoparticles to them, as matrices for immobilizing phytase, aiming at the manufacture of a phytic acid biosensor. In view of this, the copolymer and nanoparticles were first synthesized and later characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), UV-Visible Absorption, Fluorescence, Thermogravimetric Analysis (TGA), Zeta Potential and Dynamic Light Scattering (DLS), in order to determine its structural and electronic properties, thus allowing the use of these compounds in the Langmuir and Langmuir-Blodgett (LB) films. The Langmuir films of the copolymer, pure and mixed (with enzyme and nanoparticles), were prepared and the interaction between the copolymer/enzyme/nanoparticle components could be confirmed by potential isotherms and surface-area pressure (DV-A and π-A, respectively), and also by the techniques of Brewster Angle Microscopy (BAM) and absorption-reflection infrared spectroscopy (PM-IRRAS). These characterizations of the interfacial films were able to prove not only the incorporation of the enzyme from the aqueous subphase to the Langmuir films of the copolymer, with presence or absence of nanoparticles, as well as the maintenance of its secondary structure. In addition, the polymeric films showed a morphology pattern of heterogeneity at the air-water interface due mainly to their folding and entanglement of chains, causing inherent defects in the organization and lateral distribution of the polymer at the air-water interface. Subsequently, the interfacial films were transferred to solid supports as LB films and characterized by PM-IRRAS, UV-Vis and Scanning Electron Microscopy (SEM), which proved not only the enzyme's co-transfer, but also the maintenance of its heterogeneous morphological pattern. The enzymatic activity of the biosensor was analyzed by absorption in UV-Vis, allowing to estimate the values of the Michaelis Menten constant (Km) and enzymatic activity of the system, demonstrating the feasibility in the detection of phytic acid as an enzymatic sensor.
O principal objetivo deste trabalho foi empregar o copolímero poli[(9,9- dioctilfluoreno)-co-(3-hexiltiofeno)] (PDOF-co-3HTh) e analisar a influência de nanopartículas de ouro incorporadas, como matrizes para imobilização da enzima fitase, visando a fabricação de um biossensor de ácido fítico. Em vista disso, primeiramente o copolímero e as nanopartículas foram sintetizados e posteriormente caracterizados por Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear (NMR), Absorção no UV-Visível, Fluorescência, Termogravimetria (TGA), Potencial Zeta e Espalhamento dinâmico de luz (DLS), a fim de se determinar suas propriedades estruturais e eletrônicas, permitindo assim a utilização desses compostos como filmes de Langmuir-Blodgett (LB). Filmes do copolímero, puro e mistos (com enzima e nanopartículas), foram preparados na interface ar-água e a interação entre os componentes copolímero/enzima/nanopartícula pôde ser comprovada pelas isotermas de potencial e pressão de superfície-área (DV-A e π-A, respectivamente), e também pelas técnicas de Microscopia ao Ângulo de Brewster (BAM) e Espectroscopia de absorção-reflexão na região do infravermelho com modulação da polarização das frações “p” e “s” da componente elétrica (PM-IRRAS). Essas caracterizações dos filmes interfaciais puderam comprovar não somente a incorporação da enzima a partir da subfase aquosa aos filmes do copolímero, com presença ou ausência de nanopartículas, bem como a manutenção parcial de sua estrutura secundária. Além disso, os filmes poliméricos mostraram uma morfologia de heterogeneidade na interface ar-água devido principalmente aos seus dobramentos e emaranhamento de cadeias, ocasionando defeitos inerentes na organização e distribuição lateral do polímero na interface ar-água. Posteriormente, os filmes interfaciais foram transferidos a suportes sólidos na forma de filmes LB e caracterizados por PM-IRRAS, UV-Vis e Microscopia eletrônica de varredura (SEM), os quais comprovaram não somente a cotransferência da enzima, bem como a manutenção de seu padrão morfológico heterogêneo. A atividade enzimática do biossensor foi analisada por absorção no UV-Vis, permitindo o cálculo dos valores da constante de Michaelis Menten (Km) e atividade enzimática do sistema, demonstrando a viabilidade na detecção de ácido fítico como sensor enzimático.
O principal objetivo deste trabalho foi empregar o copolímero poli[(9,9- dioctilfluoreno)-co-(3-hexiltiofeno)] (PDOF-co-3HTh) e analisar a influência de nanopartículas de ouro incorporadas, como matrizes para imobilização da enzima fitase, visando a fabricação de um biossensor de ácido fítico. Em vista disso, primeiramente o copolímero e as nanopartículas foram sintetizados e posteriormente caracterizados por Espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear (NMR), Absorção no UV-Visível, Fluorescência, Termogravimetria (TGA), Potencial Zeta e Espalhamento dinâmico de luz (DLS), a fim de se determinar suas propriedades estruturais e eletrônicas, permitindo assim a utilização desses compostos como filmes de Langmuir-Blodgett (LB). Filmes do copolímero, puro e mistos (com enzima e nanopartículas), foram preparados na interface ar-água e a interação entre os componentes copolímero/enzima/nanopartícula pôde ser comprovada pelas isotermas de potencial e pressão de superfície-área (DV-A e π-A, respectivamente), e também pelas técnicas de Microscopia ao Ângulo de Brewster (BAM) e Espectroscopia de absorção-reflexão na região do infravermelho com modulação da polarização das frações “p” e “s” da componente elétrica (PM-IRRAS). Essas caracterizações dos filmes interfaciais puderam comprovar não somente a incorporação da enzima a partir da subfase aquosa aos filmes do copolímero, com presença ou ausência de nanopartículas, bem como a manutenção parcial de sua estrutura secundária. Além disso, os filmes poliméricos mostraram uma morfologia de heterogeneidade na interface ar-água devido principalmente aos seus dobramentos e emaranhamento de cadeias, ocasionando defeitos inerentes na organização e distribuição lateral do polímero na interface ar-água. Posteriormente, os filmes interfaciais foram transferidos a suportes sólidos na forma de filmes LB e caracterizados por PM-IRRAS, UV-Vis e Microscopia eletrônica de varredura (SEM), os quais comprovaram não somente a cotransferência da enzima, bem como a manutenção de seu padrão morfológico heterogêneo. A atividade enzimática do biossensor foi analisada por absorção no UV-Vis, permitindo o cálculo dos valores da constante de Michaelis Menten (Km) e atividade enzimática do sistema, demonstrando a viabilidade na detecção de ácido fítico como sensor enzimático.