Desenvolvimento de nanomatrizes híbridas multifuncionais: utilização como sistemas inteligentes para liberação de fármacos e substratos para construção de (bio)sensores eletroquímicos

Resumo

Este projeto de pesquisas tem como objetivo sintetizar, caracterizar e aplicar as matrizes nanoestruturadas multifuncionais, constituídas por nanomateriais híbridos, tais como nanoalótropos de carbono/nanopartículas cúbicas de sílica e nanopartículas magnéticas de óxidos metálicos do tipo MxOy. Tal projeto é promissor e irá contribuir de maneira significativa para o tratamento de diversas enfermidades que atingem grande parcela da população mundial em virtude do desenvolvimento de novos nanomateriais que poderão serem utilizados como carregadores inteligentes de fármacos que proporcionaram diagnósticos rápidos, mais precisos resultando em tratamento mais adequado; como também serão empregados no desenvolvimento de biosensores eletroquímicos que serão utilizados para realizar um controle de qualidade crítico das águas e rejeitos de efluentes, prevenindo tais fontes contra potenciais tipos de contaminação e desenvolvimento de diversas enfermidades. Os nanomateriais híbridos alótropos de carbono/nanocubos de sílica serão constituídos por poliedros oligoméricos silsesquioxano (POS), nanopartículas de carbono, (Cdots, ou seja, quantum dots de carbono) e espécies de óxido de grafeno (na forma oxidada e reduzida). Além disso, serão sintetizados também nanopartículas magnéticas dos óxidos metálicos do tipo MxOy (M=Fe3+, Al3+ e Zn2+) que serão ancoradas nas diferentes matrizes híbridas de carbono/sílica. Em uma etapa posterior, as nanomatrizes híbridas multifuncionais poderão ser modificadas com polímeros orgânicos condutores, tais como, 4-polivinilpiridínio e octadecilamina, como propósito de promover o surgimento de novas propriedades físico-químicas em relação às características eletroquímicas e também em relação à liberação inteligente de fármacos. As propriedades texturais e estruturais das matrizes nanoestruturadas serão estudadas utilizando as técnicas de adsorção física de N2 a 77 K (área superficial BET, distribuição e volume de poros), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HR-TEM), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia fotoeletrônica de raios-X (XPS), difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman e ressonância magnética nuclear (RMN) de 29Si, 13C, 1H e 27Al. As propriedades eletroquímicas dos eletrodos de carbono vítreo modificados com as matrizes nanoestruturadas serão estudadas levando em consideração a eletrooxidação dos fármacos Aciclovir, Atelonol e Captopril, como também os interferentes endócrinos estriol, 17±-etinilestradiol e bisfenol. Para isto, serão utilizadas as técnicas de voltametria cíclica, voltametria de onda quadrada, voltametria de pulso diferencial e espectroscopia de impedância eletroquímica. O estudo dos nanomateriais híbridos modificados como possíveis vetores para transporte de partículas biologicamente ativa para liberação de fármacos será realizado in vitro e in vivo levando em consideração o estudo da toxicidade e da farmacocinética. (AU)