Interação de quitosanas e surfactantes com modelos de membrana celular investigada por espectroscopia vibracional não linear

• Processo: 18/02819-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2018
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2020
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Paulo Barbeitas Miranda
• Beneficiário: Paulo Barbeitas Miranda
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Óptica não linear Química de interfaces Tensoativos Lipídeos Quitosana Monocamadas de Langmuir Espectroscopia vibracional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Espectroscopia Vibracional | Filmes de Langmuir | Lipídeos | Óptica Não Linear | quitosana | surfactantes | Físico-química de interfaces

Resumo

A quitosana, polímero natural abundante, tem sido utilizada para diversas aplicações biológicas como transporte e liberação de fármacos, terapia gênica, engenharia de tecidos, além de combate a fungos e bactérias. Embora essas aplicações tenham crescido muito nos últimos anos, há vários modelos sobre os modos de interação a nível molecular da quitosana com membranas biológicas, mas que precisam de comprovação experimental. Desse modo, as interações entre derivados de quitosana e modelos de membrana de mamíferos, bactérias e fungos serão investigadas nesse trabalho. Filmes de Langmuir de lipídeos serão utilizados como modelos de membrana, com o diferencial de realizarmos os experimentos utilizando temperatura biologicamente relevante, a fim de permitir a extrapolação dos resultados obtidos para situações in vitro ou in vivo. A espectroscopia vibracional por Geração de Soma de Frequências (espectroscopia SFG), técnica baseada em óptica não linear e pouco difundida, irá fornecer informações sobre a organização da água interfacial, a interação da quitosana com o grupo polar dos lipídeos, a conformação das cadeias lipídicas e a penetração da quitosana nos modelos de membranas. Já a microscopia por Geração de Soma de Frequências (microscopia SFG), técnica inovadora e recentemente implementada em nossos laboratórios, será utilizada na obtenção de imagens de interfaces com sensibilidade química por meio do espectro vibracional e contraste pela orientação e ordenamento das moléculas. As técnicas de espectroscopia no infravermelho com modulação de polarização (PM-IRRAS) e microscopia a ângulo de Brewster (BAM) serão utilizadas complementarmente para comparação com os resultados obtidos por espectroscopia e microscopia SFG. É esperado que os resultados forneçam bases sólidas para o entendimento do papel de cargas positivas, grau de hidrofobicidade e ligações de hidrogênio nas interações entre quitosana e modelos de membrana. Também pretendemos utilizar a mesma metodologia para estudar a interação entre surfactantes semi-fluorinados sintéticos com fosfolipídeos de membranas, como modelo para o efeito de surfactantes pulmonares. Portanto, esse trabalho contribuirá para elucidar o mecanismo de interação molecular de derivados de quitosana e surfactantes semi-fluorinados com membranas celulares de mamíferos, bactérias e fungos, utilizando técnicas poderosas, porém pouco difundidas nessa área de pesquisa. (AU)

Publicações científicas

(10)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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RAYMUNDO-PEREIRA, PAULO A.; PEDRO, RAFAEL DE OLIVEIRA; CARR, OLIVIA; MELENDEZ, MATIAS E.; GOBBI, ANGELO L.; PIAZZETTA, MARIA HELENA DE OLIVEIRA; CARVALHO, ANDRE L.; REIS, RUI M.; MIRANDA, PAULO B.; OLIVEIRA JR, OSVALDO N.. Influence of the Molecular Orientation and Ionization of Self-Assembled Monolayers in Biosensors: Application to Genosensors of Prostate Cancer Antigen 3. Journal of Physical Chemistry C, v. 125, n. 1, p. 498-506, JAN 14 2021. (16/01919-6, 17/03503-4, 18/22214-6, 18/02819-0)

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Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa