Efeito da fotoexcitação na síntese de nanocompósitos biocompatíveis de ouro / Pluronic

Abstract

Este trabalho apresenta uma nova alternativa para a síntese de nanopartículas de ouro a partir da mistura reacional de soluções do copolímero Pluronic F127 ( PLU) e ácido tetracloroáurico (HAuCl4), catalisada por fotoexcitação com radiação UV 254 nm. A radiação UV promove a excitação dos íons tetracloroaurato AuCl4- que se desproporcionam sucessivamente até o estado de valência zero. O copolímero PLU reduz os íons tetracloroaurato e estabiliza as nanopartículas de ouro (AuNPs) em meio aquoso, dando origem ao nanocompósito híbrido AuNP-PLU. O estudo foi realizado variando-se a concentração de PLU na faixa de 0,1 a 10 mmol L-1, enquanto a concentração de HAuCl4 variou de 1 a 4 mmol L-1. Os dados do monitoramento da absorção óptica da banda de ressonância plasmônica de superfície localizada das AuNPs, em função do tempo de reação, sugerem uma cinética de reação de 1° ordem com a constante de taxa ~0,40 s-1 para os nanocompósitos sintetizados com concentrações de PLU > 1 mmol L-1 e tempo de reação de 10 min. As micrografias dos nanocompósitos obtidas por MET revelaram AuNPs quase-esféricas e cristalinas, com diâmetro médio de 12 nm, enquanto o diâmetro hidrodinâmico (DH ) médio obtido por espalhamento dinâmico de luz foi de 37 nm. Amostras controle sintetizadas sem radiação UV têm diâmetro médio das AuNPs de 19 nm e formato poligonal, com DH ~ 50 nm. As análises da distribuição do coeficiente de sedimentação aparente obtidas por meio de ultracentrifugação analítica mostraram que a síntese fotoexcitada possui um único pico associado ao coeficiente de sedimentação para absorbância em 260 e 530 nm, indicando a presença de distribuição de tamanho de nanopartículas estreita, enquanto a amostra controle apresentou vários picos indicando a elevada polidispersão de tamanhos. Voltamogramas cíclicos mostraram que na síntese sob fotoexcitação ocorre a redução completa dos íons de ouro em todas as concentrações de PLU estudadas, enquanto que, no caso da amostra controle esse efeito ocorre apenas para concentrações de PLU > 2 mmol L-1. Análises termogravimétricas e de absorção atômica dos nanocompósitos permitiram estimar a quantidade de PLU nos nanocompósitos, mostrando que nas amostras fotoexcitadas é 5 vezes menor do que no AuNP-PLU controle, sem influenciar a estabilidade dos respectivos coloides (~ 60 dias). Os dados de espectroscopia no infravermelho (FTIR-ATR) e de Raman indicaram que as AuNPs estão ligadas, via coordenação, aos grupos éter do PLU . O tamanho dos nanocompósitos e das nanopartículas de ouro variou com a concentração de PLU, e permaneceu constante com a variação da concentração do precursor metálico. A mistura reacional otimizada para a formação das AuNPs foi a de razão molar HAuCl4/PLU=1. Ensaios biológicos in vitro em células NIH-3T3 mostraram que os nanocompósitos são biocompatíveis para tempos de incubação de até 24h, para concentrações de PLU < 0,18 mmol L-1 e de Au0 < 0,34 mmol L-1.