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Consultar: Programa de Ps-Graduao em Qumica

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Ttulo [PT]: Estudos Fsico-Qumicos do corante Eritrosina B e seus derivados steres visando aplicaes fotodinmicas
Autor(es): Diogo Silva Pellosi
Palavras-chave [PT]:

Heritrosina. Micelas. Terapia fotodinmica.
Titulao: Mestre em Qumica
Banca:
Noboru Hioka [Orientador] - UEM
Wilker Caetano - UEM
Mrio Jos Politi - IQ-USP
Resumo:
Resumo: A excitao de um corante fotossensibilizador (FS) com luz visvel na presena de oxignio levando a formao de espcies citotxicas (como o oxignio singlete) o princpio fotoqumico de duas modalidades teraputicas conhecidas como terapia fotodinmica (TFD) e inativao fotodinmica de microorganismos (IFDMO). O corante xantnico eritrosina apresenta diversas das propriedades importantes a um fotossensibilizador para aplicaes fotodinmicas, porm sua hidroflicidade diminui sua afinidade por membranas. A insero de cadeias alqulicas ao corante pode aumentar sua afinidade pelos sistemas modelo de membrana, aqui avaliados por sistemas micelares. Estudaram-se a eritrosina (ERI) e seus derivados steres metil (ERIMET), butil (ERIBUT) e decil (ERIDEC) em ambiente aquoso e em micelas aquosas aninica (SDS), catinica (CTAB) e no inica (P-123). Avaliaram-se seus equilbrios cido-base, hidrofobicidade, ligao e localizao nos ambientes micelares e propriedades fotofsicas como o rendimento quntico de fluorescncia e oxignio singlete; bem como a aplicao sobre microorganismos. As snteses dos derivados de cadeia ster da eritrosina foram rpidas e relativamente fceis de serem reproduzidas, com altos rendimentos e elevada pureza. O sistema protoltico e tautomrico da ERI muito complexo e dependente do meio onde o corante esta localizado, porm com a anlise do conjunto de dados (por mtodos multivariados) e comparaes com seus ster derivados foi possvel atribir os pKa da ERI. Inclusive um efeito inesperado de inverso de acidez entre os grupos fenol e carboxlico foi observado em micelas e confirmados estudando-se misturas gua/DMSO. A hidrofobicidade dos corantes foi avaliada mediante sua partio entre o sistema 1-octanol/gua. Observou-se que a insero da cadeia alqulica e o aumento desta causaram um aumento da hidrofobicidade do corante, e assim, sua afinidade viii por membranas. Os ambientes micelares estudados afetam significativamente os espectros de absoro e emisso destes corantes. Tais mudanas so relacionadas diferente constante dieltrica e polaridade no micro-ambiente micelar. Avaliou-se a importncia das ligaes hidrognio sobre suas propriedades foto-fsicas mediante o uso de solventes orgnicos, mostrando a forte solvatao por solventes prticos. As constantes de ligao e posicionamentos determinados por supresso de fluorescncia foram condizentes com as caractersticas hidrofbicas e de carga dos corantes e micelas. A ordem da constante de ligao foi ERIDEC > ERIBUT > ERIMET > ERI em todas as micelas. Para micelas de CTAB observou-se uma interao bifsica devida associao dos corantes aninicos as micelas catinicas. O rendimento quntico de fluorescncia cresce na presena das micelas, porm ainda apresenta um valor relativamente pequeno. Os rendimentos qunticos de formao de oxignio singlete nas micelas so elevados e similares entre si, independente do corante avaliado. Os ensaios sobre S. Aureus mostrou que ERI e ERIMET so efetivos na inativao de microorganismos Gram-positivos mostrando-se possveis FS a serem aplicados tanto na TFD como na IFDMO.

Abstract: The excitation of a photosensitizer dye (PS) with visible light in the presence of oxygen leading to the formation of cytotoxic species (such as singlet oxygen) is the principle of two photochemical treatment modalities known as photodynamic therapy (PDT) and photodynamic inactivation of microorganisms (PDIMO). The xanthenic dye erythrosine has several important properties of a photosensitizer for photodynamic applications, but its low hydrophobicity decreases its association for membranes. The insertion of alkyl chains to the dye can increase its affinity for membrane model systems, evaluated here by micellar systems. We studied erythrosin (ERI) and its ester derivatives named as methyl (ERIMET), buthyl (ERIBUT) and decyl (ERIDEC) in aqueous environment and in aqueous anionic (SDS), cationic (CTAB) and nonionic (P-123)micelles. We evaluated their acid-base equilibria, hydrophobicity, binding and localization in micellar environments and photophysical properties as quantum yield of fluorescence and singlet oxygem formation, and the application in microorganisms. The synthesis of ester derivatives of erythrosin were quick and relatively easy to reproduce, with high yields and purity. The protolitic and tautomeric system of ERI is very complex and dependet of the medium where the dye is located. With the analysis of the data set (by multivariate methods) and comparisons with their ester derivatives was possible attribute the ERI pKa. Even an unexpected effect of reversing the acidity of the phenol and carboxylic acid group was detected in micelles and confirmed by studying mixtures of water-DMSO. The hydrophobicity of the dyes was evaluated by its partition between the system 1-octanol/water. It was observed that the insertion of the alkyl chain increased the hydrophobicity of the dye, and thus its affinity for membanes. The micellar environments studied affects significantly the absorption and mission spectra of these dyes. Such changes are related to the different dieletric constant and polarity in the micellar micro-environment. We evaluated the importance of x hydrogen bonding on their photophysical properties through the use of organic solvents, showing strong solvation by protic solvents. The binding constants and localization determined by fluorimetry were consistent with the charge and hydrophobic characteristics of the dyes and micelles. The order of the binding constants was ERIDEC > ERIBUT > ERIMET > ERI in all micelles. CTAB micelles showed a biphsic interaction due to the association of cationic monomers and anionic dyes. The fluorescence quantum yield increases in the presence of micelles, but still has a relatively small value. The quantum yields of singlet oxygem is high in all cases and are similar to each other independent of the dyes evaluated. The experiments on S. Aureus showed that ERI and ERIMET are effective in inactivating Gram-positive microorganisms showing that this PS are possible to apply both in PDT as in PDIMO.
Data da defesa: 17/02/2012
Cdigo: vtls000208913
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2012
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Noboru Hioka
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Centro de Cincias Exatas. Programa de Ps-graduao em Qumica
Nvel: Dissertao (mestrado em Qumica)/
UEM: Departamento de Qumica

Responsavel: vera
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Dissertao de Mestrado - Pellosi DS FINAL.pdf
Tamanho: 2876 Kb (2944928 bytes)
Criado: 29-10-2013 12:50
Atualizado: 29-10-2013 13:07
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