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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34350
Título: | Obtenção de um híbrido luminescente derivado de nanotubos de titanato e európio com promissora atividade antibacteriana |
Título(s) alternativo(s): | Obtaining a luminescent hybrid derived from titanate and europium nanotube with promising antibacterial activity |
Autor(es): | Borazo, Enzo de Oliveira |
Orientador(es): | Adati, Renata Danielle |
Palavras-chave: | Titanatos Nanotubos Agentes antibacterianos Fotoluminescência Microscopia eletrônica Európio Titanates Nanotubes Antibacterial agents Photoluminescencia Electron microscopy Europium |
Data do documento: | 2-Abr-2024 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Curitiba |
Citação: | BORAZO, Enzo de Oliveira. Obtenção de um híbrido luminescente derivado de nanotubos de titanato e európio com promissora atividade antibacteriana. 2024. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
Resumo: | Considerando o papel de agentes de inibição do desenvolvimento de bactérias, é necessário desenvolver materiais com propriedades antibacterianas, uma vez que cepas de bactérias tem se mostrado resistentes aos antibióticos, representando uma ameaça real ao sucesso dos tratamentos nos hospitais, e infecções causadas por bactérias gram-positivas e gram-negativas. Neste contexto, sistemas nanohíbridos, que são materiais formados por combinações de materiais na escala nanométrica, podem ser considerados como potentes materiais antibacterianos. Dentre estes podese citar os derivados dos óxidos metálicos, como por exemplo os nanotubos de titanato (NtsTi), um semicondutor de baixo custo, oxidante, quimicamente estável e não tóxico. Embora este material exiba absorção na região do UV, ainda podem ser vislumbradas outras aplicações ao se considerar modificações que ampliem a absorção na região do visível, assim, a incorporação com lantanídeos, tais como o íon európio, pode ser uma estratégia interessante, especialmente quando NtsTi e cromóforos absorvedores estão coordenados/adsorvidos ao centro metálico, garantindo maior aproveitamento na absorção do espectro eletromagnético e diminuindo desta forma a recombinação elétron-lacuna. Deve-se considerar ainda o aumento do tempo de vida dos portadores de carga, e a formação de espécies reativas de oxigênio, resultado que confere a oxidação das membranas das bactérias. Diante destas considerações, este trabalho visou à síntese de nanohíbridos fotoluminescentes derivados de: (i) nanotubos de titanato obtido via método hidrotérmico alcalino, (ii) íon európio e (iii) os ligantes tenoiltrifluoracetona (tta) e 1-10- fenantrolina (phen) para estudo de potenciais propriedades antibacterianas. Os NtsTi sintetizados exibiram estrutura nanotubular com diâmetros de 10 nm e fórmula molecular Na2-xHxTi3O7·nH2O, por técnicas espectroscópicas identificamos absorções nas regiões de 200 a 313 nm, band gap de 3,22 eV, e deformações þTi-O e þO-H em 460 e 3360 cm-1, respectivamente. Os nanohíbridos NtsTiEu, sintetizado a partir da funcionalização dos NtsTi por meio do Dodecil Sulfato de Sódio (SDS), exibe morfologia em formato de tubos, porém aglomerados, em relação a propriedade óptica, identifica-se que o híbrido exibe emissão na região do vermelho, característica que indica adequado mecanismo de absorção/emissão para o íon európio (Eu3+). As técnicas espectroscópicas confirmam ampliação da faixa de absorção para regiões entre 200 até 400 nm, e band gap de 3,07 eV, bem como o desaparecimento dadeformação þTi-O-Na em 896 cm-1. Os nanohíbridos luminescente (NtsTi[Eu(tta)3phen]) obtido pela adição dos ligantes tenoiltrifluoracetona (tta) e 1-10- fenantrolina (phen) aos NtsTiEu. O material apresentou morfologia tubular com uma camada adicional ao redor dos NtsTi pela incorporação dos ligantes (tta e phen). Por técnicas espectroscópicas identifica-se a presença dos cromóforos tta e do phen em 1624 e 1601cm-1, respectivamente. As absorções mantiveram-se entre 200 a 400 nm, com aumento do band gap para 3,30 eV. Por microscopia confocal e espectroscopia de fotoluminescência, evidenciou-se a presença do íon európio (Eu3+) nos nanohíbridos, uma vez que há emissão na região do vermelho do espectro eletromagnético. Potencial atividade antibacteriana foi observada para o nanohíbrido luminescente (NtsTi[Eu(tta)3phen]) nas concentrações de 12,5 mg L-1, frente às bactérias S. aureus e E. coli, identificou-se halos de inibição de 25 e 31 mm, respectivamente. |
Abstract: | Considering the role of agents in inhibiting the development of bacteria, it is necessary to develop materials with antibacterial properties, since strains of bacteria have proved resistant to antibiotics, representing a real threat to the success of treatments in hospitals, and infections caused by gram-positive and gram-negative bacteria. In this context, nanohybrid systems, which are materials made up of combinations of materials on the nanometric scale, can be considered as powerful antibacterial materials. These include metal oxide derivatives, such as titanate nanotubes (NtsTi), a low-cost, oxidizing, chemically stable and non-toxic semiconductor. Although this material exhibits absorption in the UV region, other applications can still be envisioned when considering modifications that increase absorption in the visible region. Thus, incorporation with lanthanides, such as the europium ion, could be an interesting strategy, especially when NtsTi and absorbing chromophores are coordinated/adsorbed to the metal center, ensuring greater absorption of the electromagnetic spectrum and thus reducing electron-lacuna recombination. Also to be considered is the increase in the lifetime of the charge carriers and the formation of reactive oxygen species, which results in the oxidation of bacterial membranes. In view of these considerations, this work aimed to synthesize photoluminescent nanohybrids derived from: (i) titanate nanotubes obtained via the alkaline hydrothermal method, (ii) europium ion and (iii) the ligands tenyltrifluoracetone (tta) and 1-10-phenanthroline (phen) to study their potential antibacterial properties. The NtsTi synthesized had a nanotube structure with a diameter of 10 nm and the molecular formula Na2- xHxTi3O7·nH2O. Spectroscopic techniques identified absorption in the 200 to 313 nm region, a band gap of 3.22 eV, and deformations þTi-O and þO-H at 460 and 3360 cm- 1, respectively. The NtsTiEu nanohybrids, synthesized from the functionalization of NtsTi using sodium dodecyl sulphate (SDS), show a tube-shaped morphology, but are agglomerated. In terms of optical properties, the hybrid shows emission in the red region, a characteristic that indicates a suitable absorption/emission mechanism for the europium ion (Eu3+). The spectroscopic techniques confirm a widening of the absorption band to regions between 200 and 400 nm, and a band gap of 3.07 eV, as well as the disappearance of the þTi-O-Na deformation at 896 cm-1. The luminescent nanohybrids (NtsTi[Eu(tta)3phen]) were obtained by adding the ligands tenyltrifluoracetone (tta) and 1-10-phenanthroline (phen) to NtsTiEu. The material had a tubular morphology with an additional layer around the NtsTi due to the incorporation of the ligands (tta and phen). Spectroscopic techniques identified the presence of the tta and phen chromophores at 1624 and 1601cm-1, respectively. The absorptions remained between 200 and 400 nm, with an increase in the band gap to 3.30 eV. Confocal microscopy and photoluminescence spectroscopy showed the presence of europium ion (Eu3+) in the nanohybrids, since there was emission in the red region of the electromagnetic spectrum. Potential antibacterial activity was observed for the luminescent nanohybrid (NtsTi[Eu(tta)3phen]) at concentrations of 12.5 mg L-1, against the bacteria S. aureus and E. coli, identifying inhibition halos of 25 and 31 mm, respectively. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/34350 |
Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Química |
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