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Tipo: Tese
Título: Estudo das interações do fármaco antineoplásico doxorrubicina com nanopartículas de ouro por técnicas espectroscópicas
Autor(es): Pessanha, Pedro Victor Almeida
Primeiro Orientador: Sant’Ana, Antônio Carlos
Membro da banca: Costa, Jean Claudio Santos
Membro da banca: Ando, Rômulo Augusto
Membro da banca: Cuin, Alexandre
Membro da banca: Silva, Maurício Antônio Pereira da
Resumo: A espectroscopia Raman associada às técnicas de intensificação de sinal constitui um leque de poderosas técnicas para a caracterização de substratos utilizáveis como sistemas de carreamento de fármacos em sistemas biológicos. Juntamente com a possibilidade de construir sistemas de carreamento mais eficientes emerge também a chance de minimizar muitos efeitos adversos que as drogas utilizadas no tratamento de doenças como o câncer podem trazer aos pacientes. A doxorrubicina é um agente antineoplásico e antibiótico amplamente utilizado em tratamentos de câncer em todo o mundo. Porém, os altos custos associados ao tratamento — em termos de saúde e finanças — são ainda concentrados pela absorção da droga, que facilmente permeia por todo o corpo humano, causando danos que podem levar o paciente à morte. Assim, garantir a eficiência da entrega controlada do fármaco significa também reduzir os danos a tecidos não neoplásicos. Tudo isso passa pela construção de dispositivos de entrega mais eficientes, como os dispositivos baseados em nanoestruturas metálicas, de modo que conhecer a interação do fármaco com a superfície da nanoestrutura é crucial. Neste trabalho, sintetizou-se nanoestruturas de ouro através do método da redução química com boroidreto e testou-se a eficiência SERS do coloide através das técnicas de espectroscopia de absorção na região UV-VIS-NIR e espectroscopia Raman nas linhas 632,8, 785 e 1064 nm. Para estudar o sistema com o fármaco, lançou-se mão do uso de conhecidos modificadores de superfície, como cloreto de potássio, mercaptoetanol e ácido clorídrico. As análises de espectroscopia permitiram inferir que a doxorrubicina adsorve em um plano perpendicular ao plano da superfície nanoestruturada na presença do mercaptoetanol, que age como espaçador e induz interações do tipo dipolo-dipolo e ligações de hidrogênio; e em um plano diagonal ao plano da superfície quando os modificadores KCl e HCl, que formam interações do tipo íon-íon e íon dipolo, foram utilizados. Em paralelo, estruturas computacionais foram geradas e otimizadas para caracterizar, usando essa poderosa ferramenta de atribuição, tanto a adsorção em modelo de cluster quanto os dados espectroscópicos obtidos experimentalmente. Esses resultados indicam que a adsorção pode ocorrer em diferentes regimes e fornecem indícios de que o tipo de força de interação pode ser controlado, algo que é fundamental para a construção de dispositivos de entrega controlada de fármacos.
Abstract: Raman spectroscopy combined with signal-enhancement techniques constitutes a set of powerful tools for the characterization of substrates intended for use as drug delivery systems in biological environments. Along with the possibility of developing more efficient delivery platforms, there also emerges the opportunity to minimize many of the adverse effects associated with drugs employed in the treatment of diseases such as cancer. Doxorubicin is a widely used antineoplastic and antibiotic agent in cancer therapies worldwide. However, the high costs of treatment — in terms of health and finances — are compounded by the drug’s systemic absorption, as it readily permeates throughout the human body, causing damage that may even lead to patient death. Thus, ensuring the efficiency of controlled drug delivery also entails reducing the impact on non-neoplastic tissues. This challenge requires the design of more effective delivery devices, such as those based on metallic nanostructures, making it crucial to understand the interaction between the drug and the nanostructured surface. In this study, gold nanostructures were synthesized via the chemical reduction method using borohydride, and the SERS efficiency of the resulting colloids were evaluated through absorption spectroscopy in the UV-VIS-NIR region, Raman and SERS spectroscopy at 632.8, 785, and 1064 nm excitation lines. To investigate the drug–nanostructure system, well-known surface modifiers such as potassium chloride, mercaptoethanol, and hydrochloric acid were employed. Spectroscopic analyses indicated that doxorubicin adsorbs in a plane perpendicular to the nanostructured surface in the presence of mercaptoethanol, which acts as a spacer and induces dipole–dipole interactions and hydrogen bonding. In contrast, adsorption occurs in a diagonal orientation relative to the surface plane when KCl and HCl are used, as these modifiers promote ion–ion and ion–dipole interactions. In parallel, computational structures were generated and optimized to characterize, by means of this powerful assignment tool, both cluster-model adsorption and the experimental spectroscopic data. These findings indicate that adsorption may occur under different regimes and provide evidence that the type of interaction force can be tuned, a key aspect for the design of controlled drug delivery devices.
Palavras-chave: Espectroscopia
Sistemas biológicos
Fármacos
Nanopartículas
Spectroscopy
Biological systems
Pharmaceuticals
Nanoparticles
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Licenças Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19578
Data do documento: 13-Ago-2025
Aparece nas coleções:Doutorado em Química (Teses)



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