Consultar: Programa de Pós-Graduação em Física (Acadêmico)

Título [PT]: Avaliação físico química de complexos de inclusão de insulina e curcumina em ciclodextrinas : estudo com as espectroscopias Raman, FTIR e fotoacústica
Autor(es): Ana Claudia Nogueira Mulati
Palavras-chave [PT]:

Espectroscopia vibracional. FTIR. FT-RAMAN. Ciclodextrina. Complexo de inclusão. Insulina. Curcumina. Brasil.

Mauro Luciano Baesso [Orientado] - UEM Sandro Marcio Lima - UEMS Luis carlos Moura Miranda - INPE Antonio Carlos Bento - UEM

Resumo: O objetivo principal deste trabalho foi estudar as propriedades físico químicas de complexos de inclusão entre hidroxipropil-beta-ciclodextrina e insulina (HPβCD-I) e de complexos entre betaciclodextrina e curcumina (β-CD-C). Foram utilizadas as técnicas FT-Raman, FTIR, FTIR-ATR, Espectroscopia Fotoacústica, além de métodos complementares como a Ressonância Paramagnética Nuclear (H1RMN) e a Difração de Raios-X. Os espectros FT-Raman sugeriram que a formação do complexo (HPβCD-I) ocorreu por meio da inclusão de aminoácidos aromáticos na cavidade da HPβCD, especialmente a tirosina e a fenilalanina. Foram observadas alterações na banda atribuída à vibração de estiramento (C-O-C) das ligações (α 1-4) do agente complexante. Esta ligação é dirigida para dentro da cavidade da HPβCD, sugerindo que houve inserção de um hóspede em sua cavidade, confirmando a formação do complexo de inclusão. Como consequência desta interação houve maior estabilidade das ligações dos dissulfetos, além de alteração na estrutura secundária da proteína. Os resultados com a técnica H1RMN mostraram que a presença de ciclodextrina induz modificação estrutural na região aromática da insulina, sugerindo haver interação da insulina com HPβCD nesta região da proteína, validando os resultados da espectroscopia Raman. No entanto, foi possível concluir que os dados apresentados pela Espectroscopia Raman traz mais informações a respeito do processo de complexação, entre as moléculas, comparado a H1RMN. A técnica revelou alterações sofridas pela insulina em diferentes regiões de sua cadeia, devido a complexação com a CD, além de ser não-destrutiva e não haver necessidade do uso de solventes. Os resultados da curcumina obtidos com a técnica FTIR mostraram ausência de bandas da curcumina na região mais significativa da carbonila, indicando que a curcumina estava sob a forma ceto-enol. As técnicas FT-Raman e FTIR apresentaram evidência da formação do complexo entre β-CD e curcumina. Os espectros revelaram alterações nas bandas associadas aos modos de vibração dos anéis aromáticos da curcumina, sugerindo que houve a inserção dos anéis aromáticos da curcumina na cavidade da β-CD. As medidas com a técnica fotoacústica confirmaram esta observação. Os difratogramas de raios-X da curcumina e da β-CD exibiram uma série de linhas finas e intensas, revelando a estrutura cristalina do material. Foram observadas alterações no difratograma do complexo com o desaparecimento de algumas linhas espectrais da curcumina e a formação de novas linhas, características de uma fase sólida cristalina, que corresponde a um complexo de inclusão de mesma natureza. Assim, a difração de raios-X confirmou os resultados que foram obtidos a partir do FTIR, FT-Raman e espectroscopia fotoacústica. Em conclusão, os estudos deste trabalho sugerem que as técnicas empregadas são ferramentas importantes que podem auxiliar no processo de caracterização físico química de complexos formados a partir de ciclodextrinas, uma área de grande importância científica e tecnológica, com possibilidades de aplicação nas áreas de novos fármacos e alimentos in natura e processados. Abstract: The aim of this work was the study of the physico chemical properties of inclusion complexes between hydroxypropyl-beta-cyclodextrin and insulin (HPβCD-I) and of complexes between beta-cyclodextrin and curcumin (β-CD-C). The techniques were FT-Raman, FTIR, FTIR-ATR, Photoacoustic Spectroscopy, besides complementary methods like Nuclear Magnetic Resonance (H1RMN) and X ray diffraction. The FT-Raman spectra suggested that the complex formation occurred through the inclusion of aromatic amino acids in the HPβCD cavity, especially tyrosine and phenylalanine. Changes were observed in the band assigned to the (C-O-C) stretching vibration, involving the (α 1-4) bonds of complexing agent. This bond is directed into the HPβCD cavity, suggesting that there was insertion of a guest in the CD cavity, confirming the formation of the inclusion complex. As a result of this interaction there was greater stability of the disulfide bonds, in addition to changes in secondary structure of the protein. The results with the H1NMR technique showed that the presence of cyclodextrin induces structural modification in the aromatic region of insulin, suggesting the interaction of insulin with HPβCD in this region of the protein, validating the results of the Raman spectroscopy. However, it was concluded that the data presented by Raman spectroscopy provides more information about the complexation process between molecules, compared to H1RMN. The technique showed changes suffered by insulin in different regions of its chain, due to complexation with the CD, in addition to being non-destructive and no need to use solvents. The curcumin results obtained with the FTIR technique showed the absence of the bands in the most significant carbonyl region indicated that curcumin was in the keto-enol form. The FT-Raman and FTIR techniques presented good evidence of the complex formation between β-CD and curcumin. The spectra revealed changes in the bands associated with the vibrational modes of the aromatic rings of curcumin, suggesting that there was insertion of aromatic rings of curcumin into the CD cavity. The measures with the photoacoustic technique confirmed this observation. The X-ray diffractograms of curcumin and β-CD exhibited a series of thin and intense lines revealing the crystalline structure of the material. Changes were observed in the complex diffractogram with the disappearance of some spectral lines of the curcumin and formation of new lines characteristic of a crystalline solid phase, which corresponds to an inclusion complex of the same nature. Thus, the X-ray diffraction confirmed the results which were obtained from FTIR, FT-Raman and photoacoustic spectroscopy. In conclusion, the results of this work suggest that the used techniques are important tools to evaluate the physico chemical properties of inclusion complexes involving cyclodextrin, which is an important scientific and technological area with great possibilities of applications in the development of novel medicines and foodstuffs.

Idioma: Português Data de Publicação: 2015 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Mauro Luciano Baesso Co-Orientador: Prof.ª Dr.ª Francielle Sato Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Centro de Ciências Exatas . Programa de Pós-Graduação em Física Nível: Tese (doutorado em Física) UEM: Departamento de Física

Responsavel: edson
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: ana_nogueira_mulati_2015.pdf
Tamanho: 4048 Kb (4145500 bytes)
Criado: 20-05-2016 15:49
Atualizado: 20-05-2016 16:00
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