Estudo pela técnica SERS do arranjo de moléculas bioativas adsorvidas em nanopartículas de óxido de ferro e de suas aplicações em sistemas biológicos

Abstract

Neste trabalho, dois substratos SERS ativos (coloide e filme de prata) foram desenvolvidos e usados no estudo da interface nanopartículas (NP)/surfactante de complexos magnéticos nanoestruturados visados para aplicações biotecnológicas. O potencial uso dos substratos na análise de sistemas in vivo foi também investigado. Embora, o filme de prata tenha intensificação SERS muito superior ao coloide de prata, foi encontrado que o segundo demonstra ser mais estável com o tempo quando comparado com o primeiro. O uso do coloide de prata no estudo do sistema FMBL-AmB (NP/Ácido Láurico (AL)/Anfotericina B(AmB)) revelou que somente a cadeia poliênica do anel macrolactone da AmB interage efetivamente com o AL, o que permitiu propor um arranjo esquemático para o ancoramento da AmB na NP pré-funcionalizada. O estudo do sistema NP/DMSA (ácido dimercaptosuccínico)/anti-CEA, usando filme de prata como substrato, mostrou que o anticorpo anti- CEA está efetivamente ligado à superfície das NPs por meio da ligação entre o grupo amina da proteína e o grupo carboxil do DMSA. Além do mais, uma comparação entre as energias vibracionais associadas com o anti-CEA livre e conjugado mostrou que o processo de conjugação não leva à desnaturação da proteína ligada. Por fim, do estudo do tratamento de camundongo infectado com o fungo Paracoccidioides brasiliensis (PCM) usando FMBL-AmB e da AmB livre (tratamento convencional) mostrou que o uso do FMBL-AmB, mesmo com dosagem 40% menor que a AmB livre, conduz a resultados semelhantes do tratamento convencional. Em complemento, o estudo da injeção do sistema NPs/albumina na corrente sanguínea do camundongo sugere que as NPs magnéticas atravessam a barreira encefálica. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

In this work, two SERS-active substrates (silver colloid and silver film) were developed and used to study the nanoparticle (NP)/surfactant interface in complex magnetic nanostructures aiming biotechnology applications. The potential use of the substrates in the in vivo study of systems was also investigated. Although the silver film has SERS enhancement much stronger than the colloid, it was found that the first prove to be more unstable over time when compared with the second. The use of silver colloid in the study of FMBL-AmB systems (NP/lauric acid(LA)/amphotericin B(AmB)) revealed that only the polyene chain of the macrolactone ring of surface-grafted AmB interacted effectively with LA, allowing the proposal of a schematic arrangement for AmB anchoring onto the pre-funcionalized NP. The study of the NP/DMSA/anti-CEA system, using silver film as substrate, showed that the anti-CEA antibody is effectively bonded onto the NP surface via the amine group of the protein and the carboxyl group of DMSA. Furthermore, a comparison between the vibrational energies associated with free and conjugated anti-CEA showed that the conjugation process does not lead to denaturation of the bounded protein. Finally, the treatment of infected mice with the Paracoccidioides brasiliensis fungus using FMBL-AmB and AmB free (conventional treatment) showed that the use of FMBL-AmB, even at doses 40 % smaller than AmB free, leads to results similar to conventional treatment. In addition, study of the NPs/albumin system injection into the bloodstream of mice suggests that the magnetic NPs cross the blood brain barrier.