Ressonância paramagnética eletrônica de radicais nitróxidos e nanobastões de ouro funcionalizados com marcadores de spin

Autor: Henrique Fernandes Vieira Victoria
Přispěvatelé: Mauricio Veloso Brant Pinheiro, Paulo Sérgio Soares Guimarães, Ariete Righi
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: Para este trabalho, um novo marcador de spin, específico para nanoestruturas de ouro, foi sintetizado (ALTEMPOL). Tendo como grupo radicalar o nitróxido (-NO), ele foi sintetizado a partir de uma reação de esterificação do radical TEMPOL (1-Oxyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxypiperidine) com o ácido lipóico (AL). O AL foi escolhido por conter em sua estrutura, dois átomos de enxofre disponíveis para formação de grupos tiol (-SH) com alta afinidade pelo ouro das nanoestruturas. Após a síntese do ALTEMPOL, sua estrutura molecular foi confirmada por Ressonância Magnética Nuclear (NMR) e Espectroscopia de Infravermelho. Em seguida foi realizada uma caracterização sistemática por Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR) tanto do TEMPOL, quanto do marcador de spin ALTEMPOL, ambos em solução. Dentre os vários resultados obtidos nesta etapa ressalta-se: 1) a dependência com a potência de micro-ondas, que permitiu determinar o regime de saturação dos sinais de EPR dos dois radicais; 2) a influência da concentração da solução no espectro de EPR, refletida na forma de linha e consistente com o aparecimento da interação de troca entre moléculas próximas; 3) variando-se o solvente, os parâmetros do Hamiltoniano de spin para ambos foram relacionados com a polaridade e a viscosidade dos solventes, e se mostraram consistentes com resultados da literatura; e, 4) a energia de ativação para a difusão rotacional do TEMPOL foi calculada a partir da dependência tipo-Arrhenius do espectro de EPR com a temperatura. Na segunda parte deste trabalho, nanobastões de ouro foram sintetizados pelo método seedless, com adição de resveratrol como agente redutor dos íons de ouro (Au3+ para Au+), e posteriormente expostos ao ALTEMPOL para sua marcação por spin. Absorção Óptica (UV-VIS) e Microscopia de Transmissão Eletrônica (MET) foram usadas para uma caracterização preliminar dos AuNRs marcados por spin com ALTEMPOL. Na sequência, a investigação, por EPR, de três amostras diferentes de AuNRs marcados por ALTEMPOL revelou a ligação das moléculas dos radicais à superfíce dos AuNRs. For this work, a novell spin label specific for gold nanostructures was synthesized (ALTEMPOL). Having a nitroxide radical group, it was synthesized by means of an esterification reaction of TEMPOL (1-Oxyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-hydroxypiperidine) coupled to lipoic acid (AL). AL was chosen because of two sulfur atoms in its structure, which can form thiol groups (-SH) that have high affinity to gold nanostructures. After its synthesis, the molecular structure of the ALTEMPOL was confirmed by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Infrared Spectroscopy. Following that, a systematic characterization of the TEMPOL, as well as the spin label ALTEMPOL, both in solutions, was done with Electron Paramagnetic Resonance (EPR). Among the several results obtained in this part, the most important were: 1) the dependence on the microwave power that allowed to stablish the saturation behavior of EPR spectrum for these two radicals; 2) the influence of the concentration in EPR spectra, reflected in lineshape, is in accordance with the appearance of an exchange interaction among close molecules; 3) varying the solvent, the spin Hamiltonian parameters showed a correlation with the polarity and viscosity of the solvent and were consistent with the literature; and, 4) the activation energy for rotational diffusion for the TEMPOL radical was calculated from the Arrhenius plot of the temperature-dependent EPR spectra. In the second part of this work, gold nanorods (AuNR) were synthesized via seedless method, with resveratrol acting as reducing agent for gold ions (Au3+ to Au+), and later exposed to ALTEMPOL for the spin labelling. Optical Absorption UV-VIS and Transmission Electron Microscopy (TEM) were used for a preliminary characterization of the ALTEMPOL spin-labeled AuNRs. In the sequence, the EPR investigation of three different ALTEMPOL-labeled AuNR samples revealed the binding of the molecules of the radicals to the surface of the AuNRs
Databáze: OpenAIRE
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