Dissertação de mestrado em Biofísica e BionanossistemasO desenvolvimento de bionanossistemas é uma área promissora para grandes
avanços em diagnóstico, terapêutica e bioengenharia. Os pontos quânticos são de
especial interesse devido às propriedades que os semicondutores cristalinos têm à
nanoescala, tornando-se fluorescentes.
O objectivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um bionanossistema
baseado em pontos quânticos com núcleo de seleneto de cádmio e coroa de sulfureto
de zinco. Uma vez sintetizadas, estas partículas foram conjugadas com uma molécula
benzofenoxazina, também fluorescente, de modo a funcionar como aceitadora da
energia emitida pelos pontos quânticos, e assim se produzir um sensor capaz de
detectar alterações em meios biológicos, como o interior das células.
Caracterizou-se a influência de diferentes parâmetros na síntese destes
nanossistemas, através de técnicas espectroscópicas de fluorescência. Também se
recorreu a diferentes abordagens para os ensaios biológicos com a levedura
Saccharomyces cerevisiae BY4741, que foram realizados por microscopia de
fluorescência.
Os métodos de síntese resultaram em pontos quânticos fluorescentes na zona
dos 610 nm, a zona em que a benzofenoxazina absorve. Estas nanopartículas
mostraram um espectro de emissão intenso, estreito e simétrico. A sua conjugação fez
com que a intensidade de fluorescência reduzisse consideravelmente, mas concluiu-se
que ocorria transferência de energia entre os nanocristais e a benzofenoxazina.
Na interacção dos nanossistemas conjugados com NADH, acrilamida e iodeto
observou-se que estas substâncias funcionam como inibidoras de fluorescência. Estas
experiências mostraram também que as propriedades dos pontos quânticos
conjugados não são simplesmente a soma das propriedades das suas partes em
separado, mas novas características emergem após a conjugação. Os resultados foram
inconclusivos quanto à incorporação dos nanossistemas conjugados nas células,
ocorrendo para o caso de esferoplastos.
O conjunto dos resultados deste trabalho podem ser qualificados como
preliminar, mas cujas conclusões apoiam a necessidade de continuar este projecto
para o desenvolvimento de bionanossistemas baseados em pontos quânticos.The development of bionanosystems is a promising field for great breakthrough
in diagnostics, therapeutics a bioengineering. Quantum dots are of special interest due
to the unique properties crystalline quantum dots have at the nanoscale, becoming
fluorescent.
The objective of this work was the development of a bionanosystems based on
quantum dots with a core of cadmium selenide and a shell of zinc sulfide. Once
synthetized, this particles were conjugated with a benzophenoxazine fluorescent
molecule, that could function as an acceptor for the emitted energy by quantum dots,
and this way to produce a sensor capable of detecting biological transformations.
The influence of different parameters on the synthesis of these nanosystems
was characterized by fluorescent spectroscopic techniques. Different approaches were
also required for the biological essays with Saccharomyces cerevisiae BY4741 by
fluorescent microscopy.
The synthesis methods resulted on 610 nm emitting quantum dots, with thin,
intense and symmetric spectra. The conjugation of this nanoparticles made the
fluorescence intensity to decrease considerably, mas the conclusion was that some
energy were transferred between the nanocrystals and the benzophenoxazine.
On the interaction of the conjugates with NADH, acrylamide and iodate, it was
observed that these substances act as quenchers. These experiences also showed that
the properties of conjugated quantum dots are not just the sum of the separated parts
properties, but new characteristics emerge after the conjugation. The results were
inconclusive about the internalization of the conjugated nanosystems on cells,
occurring in the case of spheroplasts.
The results of this work can be qualified as preliminary, but which conclusions
support the necessity of continuing this project for the development of
bionanosystems based on quantum dots
