EMU concedido no processo 2014/22136-4: calorímetro de titulação isotérmica (ITC) para determinação dos parâmetros termodinâmicos de interações moleculares

• Processo: 17/06394-1
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Vigência: 01 de julho de 2017 - 30 de junho de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Orgânica
• Pesquisador responsável: Omar Abou El Seoud
• Beneficiário: Omar Abou El Seoud
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/22136-4 - Uso de solventes verdes e suas misturas na otimização de processos químicos, AP.TEM
• Assunto(s): Moléculas bioativas Termodinâmica Calorimetria Calorímetros Coloides Polímeros (materiais) Solventes Líquidos iônicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biomoléculas | calorimetria | interações moleculares | parâmetros termodinâmicos | Química de Colóides e Polímeros | Solventes e Líquidos Iônicos | Colóides, polímeros, solventes, líquidos iônicos, interações moleculares
• Página web do EMU: http://ca.iq.usp.br/novo/paginas_view.php?idPagina=51
• Tipo de equipamento: Caracterização de Materiais - Propriedades Físicas - Térmicas (calorimetria)
• Fabricante: Malvern MicoCal
• Modelo: VP-ITC

Resumo

A caracterização termodinâmica de misturas é de suma importância para aprimorar nossa compreensão da natureza das interações envolvidas entre seus componentes. A calorimetria de titulação isotérmica (ITC) está rapidamente estabelecendo-se como o método de escolha para a realização de tais estudos. O poder do ITC reside na sua capacidade única para medir processos químicos através da detecção da variação de calor. Como as alterações de calor ocorrem em diversos processos físico-químicos, o ITC tem uma ampla aplicação, que vai desde os estudos de associações químicas e bioquímicas a processos mais complexos que envolvem mudanças de entalpia, tais como a cinética de reações enzimáticas e processos de micelização. Várias características do ITC têm facilitado a sua escolha: é um método sensível, rápido e direto, sem exigência de modificação química (como na cromatografia gasosa) ou imobilização, é a única técnica que mede diretamente a entalpia de associação e por isso elimina a necessidade de uma análise de van't Hoff, que pode ser demorada e propensa à grande incerteza nos valores obtidos dos parâmetros termodinâmicos. A literatura mostra a limitação de última análise pois a equação de van't Hoff não prever variação nas características do sistema com aumento da temperatura. É o caso do processo de formação de agregados micelares onde a formação dos mesmos é acompanhada por desidratação dos monômeros e mudança na associação cátion-ânion. Estes processos não são termo-neutros, e devem ser incluídos da medida, como somente acontece no ITC. Outro exemplo importante de uso de ITC é em estudar associações fármaco-receptor e enzima substrato. Para tais estudos a técnica fornece de maneira rápida, direta e precisa valores da estequiometria de associação (n), da constante (Ka) e entalpia (DH°) de associação das espécies de interesse, entre outras. A partir desses valores, se calcula a energia livre (DG°) e a entropia (DS°) de associação, tendo um completo conjunto de dados termodinâmicos em um único experimento. Assim, ao saber qual fator termodinâmico (entálpico ou entrópico) predomina nos citados exemplos de associação, facilita-se a modificação molecular, por exemplo do fármaco no sentido de otimizar a interação desejada entre esse e o seu receptor. Esta solicitação foi originalmente vinculada ao projeto 2014/22136-4 que visa estudar os efeitos de solventes (molecular, SM, e líquidos iônicos, LIs) sobre processos químicos. Novamente, medidas de ITC permitirão determinar as entalpias das interações entre os componentes de misturas binárias LI-água, LI- SM, e os componentes de tais misturas com os reagentes. Como se trata de projeto multiusuário, as justificativas acima foram baseadas em apenas algumas das possíveis aplicações, os eventuais usuários certamente aumentarão a lista de aplicações possíveis, dando força adicional a esta justificativa. (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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