Sistemas bioinspirados aplicados no estudo de interação e sensoriamento de derivados xantênicos

In this we have present two patheays of work. The first one brought the results of the phospholipid immobilization as thin films (nanometer thickness) by using the Layer-by-Layer (dipping and spray) and Langmuir-Blodgett (LB) techniques. The main goals were to: i) optimize the thin film growth toward different molecular architectures; ii) explore the efficiency of these different molecular architectures to detect xanthenes derivatives in diluted water solutions; iii) investigate the influence of phospholipids matrices for the immobilization of enzymes in the design of biosensors. In the second pathway, we have addressed the interaction study between the xanthene erythrosine and Langmuir films and giant unilamellar vesicles (GUV) as mimetic systems of biological membrane. Significantly different molecular architectures were obtained depending on the technique used in the growth of the films (LB, dipping-and-spray-LbL). These different molecular architectures have shown to be essential for the response of the sensing units and, therefore, to the discrimination of the solutions. In addition, matrices composed by phospholipid films were proved be superior for the immobilization of enzymes in the design of biosensors, possibly due to a more biologically friendly environment to adsorb biomolecules. Interactions were observed between the the xanthene erythorosine and the lipid membrane, especially when composed by unsaturated phospholipids. The effects of lipid oxidation in GUV, generated by the xanthene photo-activation, were assigned to the interaction between singlet oxygen and unsaturations of phospholipid chainsNesta tese de doutorado foram apresentadas duas vertentes de trabalho. A primeira trouxe os resultados referentes à fabricação de filmes finos (nanômetros de espessura) de fosfolipídios utilizando as técnicas Layer-by-layer (dipping e spray) e Langmuir-Blodgett (LB). Os objetivos foram: i) otimizar o crescimento dos filmes finos contendo diferentes arquiteturas moleculares; ii) explorar a eficiência destas diferentes arquiteturas moleculares na detecção de derivados xantênicos em soluções diluídas; iii) investigar a influência de filmes contendo fosfolipídios com matrizes para a imobilização de enzimas na construção de biossensores. Na segunda vertente do trabalho foi abordado o estudo de interação entre o derivado xantênico eritrosina e sistemas miméticos de membrana biológica baseados em filmes de Langmuir e vesículas unilameares gigantes (GUV). Arquiteturas moleculares significativamente distintas foram obtidas dependendo da técnica empregada no crescimento dos filmes (LB, dipping-e spray-LbL). Essas diferentes arquiteturas moleculares mostraram-se fundamentais para a resposta dos sensores e, consequentemente, sobre as discriminações das soluções. Além disso, matrizes formadas por filmes de fosfolipídios demonstraram-se superiores para a imobilização de enzimas na construção de biossensores, possivelmente por apresentar um ambiente biologicamente compatível para a adsorção de biomoléculas. Em termos de interação, o derivado xantênico eritrosina apresentou interações com a membrana lipídica, principalmente quando formada por fosfolipídios insaturados. De particular relevância, os efeitos da oxidação lipídica em GUV, gerados pela foto-ativação do xantênico, foram relacionados a interações entre os oxigênios singletos e as insaturações das cadeias dos fosfolipídiosFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Filmes nanoestruturados de fosfolipídios como sistemas miméticos de membrana biológica para aplicação em sensores via sers e espectroscopia de impedância

A presente dissertação de mestrado trata da fabricação de filmes ultrafinos (nanômetros de espessura) de fosfolipídios aniônicos (DPPG e CLP) e zwiteriônicos (DPPC e DOPC) utilizando as técnicas layer-by-layer (LbL) e Langmuir-Blodgett (LB), possibilitando assim a obtenção de filmes com diferentes arquiteturas moleculares. O objetivo principal foi explorar a aplicação destas diferentes arquiteturas moleculares na detecção do fármaco fenotiazínico azul de metileno (AM) em soluções diluídas. O crescimento linear, camada por camada, desses filmes foi verificado e monitorado por espectroscopia de absorção no UV-Vis. Verificou-se por FTIR que o crescimento dos filmes LbL e LB é determinado por interações eletrostáticas entre os fosfolipídios e o polieletrólito catiônico PAH utilizado como camada de suporte, favorecendo o crescimento dos filmes com fosfolipídios aniônicos. A morfologia foi analisada através de microscopias ópticas, AFM e MEV, revelando que os fosfolipídios estruturam-se como vesículas nos filmes LbL e monocamadas nos filmes LB. Filmes LbL e LB de fosfolipídios com diferentes espessuras foram então depositados sobre eletrodos interdigitados de Pt formando unidades sensoriais que foram aplicadas na detecção de AM via espectroscopia de impedância. Os resultados mostraram que as diferentes arquiteturas moleculares dos filmes LbL e LB levam a respostas elétricas distintas e permitem a detecção de AM em concentrações de nanomolar. A técnica SERS foi utilizada para obter informações estruturais do sistema AM/fosfolipídios nos níveis de diluição alcançados via espectroscopia de impedância. Para tanto, monocamadas LB foram depositados sobre filmes evaporados com 6 nm de Ag e nanopartículas de Ag foram dispersas no interior dos filmes LbL. A presença da Ag na forma de nanopartículas em ambos os casos permitiu a obtenção...Thin films of anionic (DPPG and CLP) and zwiterionic (DPPC and DOPC) phospholipids with different molecular architectures were fabricated using the layer-by-layer (LbL) and Langmuir-Blodgett (LB) techniques. The main goal of this work was to explore the Application of these distinct molecular architectures in the detection of high diluted solutions of methylene blue (MB), a phenothiazine derivative drug. The linear growth, layer by layer, of these films was verified and monitored by UV-Vis absorption spectroscopy. It was found by FTIR that electrostatic interactions among the phosholipids and the supporting layer of PAH (cationic electrolyte) are the main driving force allowing the growth of the LbL and LB films, which favors the growth of the cationic phospholipids. The morphology was analyzed through optical microscopy, AFM and SEM, revealing that the phospholipids are structured as vesicles in the LbL films and as monolayers in the LB films. Different thickness of LbL and as monolayers in the LB filma containing phospholipids were deposited onto Pt interdigitated electrodes forming sensingn units applied in the detection of MB using impedance spectroscopy. The results showed that the different molecular architectures of the LbL and LB films take to different eletrical responses and allow the MP detection in concentrations of nanomolar. The SERS technique was applied to obtain structural information of the system MP/phospholipids at the dilution levels reached via impedance spectroscopy at the dilution levels reached via impedance spectroscopy. Then, LB monolayers were deposited onto 6nm of Ag evaporated films with and Ag evaporated films with and Ag nanoparticles were dispersed within the LbL films. The presence of Ag forming nanoparticles in both cases played a key role in achieving the MB SERRS signal allowing obtaining the detection in high dilution levels, approaching... (Complete abstract click electronic access below)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Fabrication of Zinc Oxide Nanowires/Polymer Composites by Two-Photon Polymerization

We present an approach to fabricate ZnO nanowires/polymer composite into three-dimensional microstructures, based on two-photon polymerization direct laser writing, a fabrication method that allows submicrometric spatial resolution. The structural integrity of the structures was inferred by scanning electron microscopy, while the presence and distribution of ZnO nanowires was investigated by energy dispersive X-ray, Raman spectroscopy, and X-ray diffraction. The optical properties of the produced composite microstructures were verified by imaging the characteristic ZnO emission using a fluorescence microscope. Hence, such approach can be used to develop composite microstructures containing ZnO nanowires aiming at technological applications. (c) 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2014, 52, 333-337Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq