Grupo 2 - Nanotecnologia

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INTRODUÇÃO

Nanopartículas funcionalizadas com materiais inorgânicos, tem sido estudadas e tem grande potencial de aplicação em diversas áreas da biomedicina.

Metais nobres;

Metais magnéticos;

Suas ligas;

Óxidos;

Semicondutores;

Podendo ser aplicadas para:

o diagnóstico ao tratamento de doenças.

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Sendo que os efeitos das nanopartículas funcionalizadas devem seguir alguns critérios:

Previsíveis; Controláveis;

Ter um resultado de entrega desejado;

Com o mínimo de citotoxicidade.

Esses critérios podem ser satisfeitos mediante a adaptação cuidadosa das reações de síntese, assim como dos ligantes envolvidas no processo, o que permite melhorar:

Estabilidade do composto;

Interações entre as nanoparticulase o material inorgânico ;

Devem ser

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Trata de materiais nano-estruturados que foram funcionalizados por síntese em:

Meio aquoso

Solventes apolares

Os métodos utilizados para cada um dos compostos forneceu nanoparticulas dispersáveis em água.

AgCoAuSiO2

Fe3O4

Uma necessidade para a aplicação em sistemas biológicos.

Metais nobresMetais de transiçãoÓxidosMateriais semicondutores

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Nota-se como fator crucial então a solubilidade das nanopartículas, que refere-se à conjugação de instabilidade coloidal nanopartículas com ligantes hidrofílicos estáveis em solução aquosa.

Pode ocorrer por:

Estabilização iônica

Estabilidade Estérica

Ligantes poliméricos

Pequenas moléculas ligantes

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Quase todas as reações bioquímicas são realizadas em meio aquoso.

devido

aos métodos sintéticos geralmente utilizado.

então

Nanopartículas são seladas com ligantes hidrofóbicos.

A fim para superar essa barreira

Uma variedade de métodos foram desenvolvidos para a transferência de Nanopartículas orgânicos para a solução aquosa.

o que significa que são instáveis em suspensão aquosa

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AGENTES DE TRANSFERÊNCIA DE FASE

São conhecidos como:

Sais e Ácidos

4-(dimetilamino) piridina para transferência de nanopartículas de Au e Pd.

FASE DE TRANSFERÊNCIA

Estes agentes servem como bons ligantes, sendo facilmente substituídos pelo ligante desejado biofuncional após transferência estiver completa.

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TROCA DE LIGANTES

A troca de ligantes é comum para a formação de monocamadas auto-organizadas.

EX:Para alcanos tióis e seus derivados formando camadas na superfície de nanopartículas de Au, revestido com os agentes de estabilização iônica, como citrato.

A alternativa para a troca de ligantes é a substituição de um ligante fortemente ligado por um ligante presente em altas concentrações durante o procedimento de troca. Isso impulsiona o equilíbrio no sentido da nanopartículas.

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Ligantes a base de Oxigênio

Ligantes a base de Nitrogênio

Ligantes a base de Fosfato

Ligantes a base de Enxofre

Adição de Ligante

modificação na estrutura

Estrutura core-shellAfinidade dependente - superfície

magnetização/proteção/funcionalização

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Interações hidrofóbicas

lipossomas

Efeitos da camada ligante nas propriedades físicas e biomédicas

Toxicidade – ligantes ↓ citotoxicidade

Propriedades Magnéticas – doação de elétrons – camada ligante

Propriedades Ópticas – Au → extinção da luminescência

BIOFUNCIONALIZAÇÃO

Ácidos nucléicos:

Utilizados em ensaios colorimétricos para detecção

do gene.

Proteínas:

Detecção antígeno/anticorpo - interação

avidina/biotina.

Albumina e transferrina podem

também ser usadas para reduzir a citotoxicidade.

BIOFUNCIONALIZAÇÃOPeptídeos:

São capazes de transportar materiais em nanoescala através de membranas celulares.

Podem proporcionar estabilização em soluções aquosas.

Fosfolipídios:

Adaptados para encapsular substâncias hidrofóbicas e hidrofílicas. Utilizado como envelope exterior para entrega de fármacos.Carboidratos:o Dextrana, nanoparticulas magnéticas para realce de MRI

devido sua baixa toxicidade.

o Quitosana.

BIOFUNCIONALIZAÇÃOEstratégias de acoplamentoReação de cicloadição:

Figure: Schematic of Cu-mediated alkyne-azide cycloaddition(‘‘click reaction’’). The reaction proceeds via a Cu(I)intermediate (CuSO4) [1].

Processo altamente versátil, adequado para conjugação de uma variedade de espécies, incluindo moléculas pequenas.

BIOFUNCIONALIZAÇÃO

Pontes dissulfeto:

Histidina tag proteínas:

Foram usadas na indústria química e mostraram que a oxidação e redução das pontes dissulfeto entre sílica e Nanoparticulas Fe foi facilitada pela glutationa oxidada.

Essa abordagem pode ser adaptada para entrega de fármacos já que a glutationa está presente em grandes concentrações in vivo.

A adição de 6 resíduos de histidina terminal em uma proteína permite a proteína agir como um agente quelante.

BIOFUNCIONALIZAÇÃO

Acoplamento iônico:

Podem ser acoplados as nanopartículas espécies biológicas com cargas opostas, que podem ser catiônicas, aniônicas ou neutras.

Aplicações biomédicas

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Aplicações biomédicas

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Aplicações biomédicas

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Aplicações biomédicas

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Aplicações biomédicas

Conclusão

• Para aplicações biomédica da nanopartículas,deve ser levado em conta uma série de características físicas, químicas, biológicas e fisiológicas;

• As nanopartículas inorgânicos são adequadas para uma ampla gama de aplicações em diagnóstico e terapia médicas;

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Atividade 2Estrutura cristalina FCC

n=1NT=14

NS=141

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N=23=8NT=63

NS=501,2

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N=33=27NT=173

NS=1101,5

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