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Title in Portuguese: Nanopartículas fluorescentes de carbono a partir da goma do cajueiro (Anacardium occidentale)
Title: Fluorescent carbon nanoparticles from the cashew tree gum (Anacardium occidentale)
Author: Pires, Natalia da Rocha
Advisor(s): Cunha, Pablyana Leila Rodrigues da
Co-advisor(s): Feitosa, Judith Pessoa de Andrade
Keywords: Carbon dots
Goma do cajueiro
Micro-ondas
Nanopartículas de prata
Fluorescência
Issue Date: 2019
Citation: PIRES, Natalia da Rocha. Nanopartículas fluorescentes de carbono a partir da goma do cajueiro (Anacardium occidentale). 2019. 97 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: Desde a sua descoberta no ano de 2004, os pontos quânticos de carbono ou carbon dots (CD) têm atraído a atenção da comunidade científica por suas propriedades luminescentes diferenciadas que ampliam sua aplicação em técnicas de bioimagem, sensores, carreadores de fármaco, dentre outras. Os CD são uma alternativa aos pontos quânticos inorgânicos ou quantum dots (QD) produzidos geralmente com cádmio (CdSe) cuja toxicidade limita seu uso para aplicações biológicas. Muitas rotas de obtenção têm sido propostas para a produção de CD a partir de carboidratos. Esse trabalho propõe a produção de nanopartículas fluorescentes de carbono, a partir da goma do cajueiro bruta (GCB) por aquecimento em micro-ondas. A solução de GCB 5% foi aquecida por 10, 20, 40 e 60 min. O material seco após o aquecimento apresentou variação de cor de amarelo a marrom indicando que a formação dos grupos fluoróforos dá-se pela caramelização do polissacarídeo. O material foi dissolvido em água e centrifugado (NP10, NP20, NP40 e NP60) e parte dele precipitado com acetona (NP10P, NP20P, NP40P e NP60P). A precipitação diminui o diâmetro das nanopartículas e o índice de polidispersividade é duas vezes menor e o potencial zeta (Pζ), sempre negativo, aumenta em módulo. O rendimento quântico não apresenta variação após a precipitação e a massa molar de pico tende a diminuir. Com o aumento do tempo de aquecimento formaram-se partículas com maior rendimento quântico (0,45%-1,04%), menor tamanho (282 nm-111 nm) e maior Pζ em módulo (14 mV-24 mV) e houve redução da massa molar de 104 para 103 g/mol. Observou-se a dependência da emissão de luminescência com a excitação, característica de CD. Os espectros de infravermelho mostraram banda de éster e redução das ligações glicosídicas e do anel piranosídico com o tempo de aquecimento que indicam depolimerização e abertura de anel para produção dos fluoróforos por caramelização. Amostras obtidas com 40 minutos apresentaram as melhores propriedades além de não serem citotóxicas e apresentarem atividade antioxidante. As NP40 mostraram poder redutor e estabilizante de nanopartículas de prata, por síntese verde em meio neutro, mostrando-se promissoras para aplicações biológicas de bioimagem, carreador de fármaco ou sensores.
Abstract: Since its discovery in 2004, carbon quantum dots or carbon dots (CD) have attracted much attention from the scientific community for its unique luminescent properties that expand its application in bio-imaging techniques, sensors, drug carriers, among others. CD are an alternative to inorganic quantum dots (QD) usually based on cadmium (CdSe) whose toxicity limits its use in biological applications. Several routes have been proposed for CD production from carbohydrate. This work proposes the production of fluorescent carbon nanoparticles from the raw cashew gum (RCG) by microwave heating. RCG 5% solution was heated for 10, 20, 40 and 60 min. The dried material after heating showed variation in color from yellow to brown indicating that the formation of fluorophores groups gives up the polysaccharide caramelization. The material was dissolved in water and centrifuged (NP10, NP20, NP40 and NP60) and part of it was precipitated with acetone (NP10P, NP20P, NP40P and NP60P). Precipitation decreased the nanoparticles diameter and polydispersity index was twice lower and zeta potential (Pζ), always negative, increased in module. The quantum yield did not change after precipitation and peak molar mass decreased. Higher heating time formed particles with higher quantum yield (0.45%-1.04%), smaller size (282 nm-111 nm) and higher zeta potential (-14 mV and -24 mV), molar mass also decreased with the heating time (104 to 103 g/mol). Excitation-wavelength dependent fluorescence characteristic of CD was observed. The infrared spectra showed ester band which increased with heating time and glycosidic linkage were broken and pyranosidic ring was opened, indicating depolymerization to produce fluorophores by caramelization. Samples from 40 minutes heating presented the best features from the data presented, besides their non-toxicity and antioxidant activity. NP40 presented a reducing and stabilizing power on silver nanoparticles synthesis, by green synthesis in mild conditions of neutral medium, being promising to biological applications in bioimagem, drug carrier or sensors
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/43394
metadata.dc.type: Tese
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