NANOPARTÍCULAS DE OURO (AuNPs)

Nanoestruturas apresentam diversas vantagens em metodologias analíticas, quando utilizadas como transdutores ou como um componente da camada de reconhecimento em um dispositivo de detecção macrométrico. No primeiro caso, quando usado como transdutores, as propriedades intrínsecas das nanopartículas de Ouro AuNPs, apresentam diversas utilidades tais como transporte de massa, maior disponibilidade de sítios reacionais, efeito da agregação / dispersão ótica e do aumento de sinais óticos, devido às propriedades de ressonância de plasmons de superfície de AuNPs podem ser exploradas. No segundo caso, a melhoria da

25 resposta do biossensor pode ser alcançada pelo aumento da relação área / volume que aumenta o número de biocomponentes ligados na superfície de detecção.

Em escala nanométrica uma grande proporção de átomos se concentra na superfície das nanopartículas, desempenhando um papel importante nas suas propriedades químicas e físicas. Na verdade, os átomos da superfície parecem exibir valência incompleta, no sentido de que eles só são ligados aos átomos internos, mantendo sites externos de alta energia disponíveis para interagir com o receptor-doador, ou ligantes. Por esta razão, as nanopartículas de metal podem apresentar um comportamento semelhante aos seus complexos metálicos relacionados, formando ligações químicas seletivas com ligantes apropriados. No caso de nanopartículas de ouro, o interesse adicional é provocado pela existência da superfície de plasmon. Nanopartículas de ouro apresentam cores características e propriedades diferenciadas com relação aos átomos individuais, bem como no material in bulk. No caso de nanopartículas esféricas muito menores do que o comprimento de onda da luz, o campo elétrico médio induzido pela luz pode ser considerado constante, de forma que todos os elétrons da nanopartícula sejam submetidos ao mesmo campo eletromagnético. Em alguns casos, no entanto, o campo eletromagnético de freqüência ν é capaz de induzir uma oscilação coletiva dos elétrons na banda de condução sobre a superfície das nanopartículas metálicas, como uma onda de propagação do plasmon. Essa propriedade tem sido objeto de muitos estudos de propriedades ópticas espectroscópicas.

O decaimento dos estados plasmon excitados pode ocorrer radiativa ou não radiativa, dando origem ao maior espalhamento e absorção em freqüência conhecida. Tais propriedades ópticas são efetivamente incorporadas nos espectros de absorção

AuNPs têm atraído muita atenção em estudos biológicos devido à sua baixa toxicidade, biocompatibilidade e propriedades ópticas únicas. Testes biológicos que medem a presença ou atividade de analitos selecionados se tornam mais rápidos, mais flexíveis e sensíveis quando as partículas em nanoescala são utilizadas, com inúmeras vantagens sobre os procedimentos mais tradicionais.

o elemento de reconhecimento biológico de um biossensor deve ser de origem biológica, como uma enzima, um anticorpo, antígeno, uma célula, um tecido, um DNA (ácido desoxirribonucléico), dentre outros. O principal objetivo da utilização de biomoléculas situa- se na alta seletividade para o analito, onde uma maior sensibilidade pode ser alcançada através

do desenvolvimento de novos e eficazes transdutores. Nesse sentido, a utilização de materiais nanoestruturados trouxe novas e potenciais perspectivas para os métodos analíticos, dentre as quais pode ser citada a possibilidade de efetivo aumento na capacidade de sensibilidade e na especificidade da detecção em questão.

Uma variedade de técnicas ou métodos têm sido relatados e analisados para a elaboração de AuNPs [146-148]. Um dos métodos mais comumente utilizado é a redução química de sais de ouro por vários agentes redutores, tais como o borohidreto de sódio, citrato de sódio, formamida e assim por diante [149-151]. No entanto, AuNPs tendem a se agregar durante sua síntese, e agentes de proteção ou de estabilização assim como tióis, surfactantes e polímeros, podem ser depositados na superfície das AuNPs, e evitando assim a aglomeração.

No processo para a síntese de nanopartículas metálicas, a energia de superfície elevada dessas partículas torna extremamente reativa a agregação sem proteção ou passivação de suas superfícies. Portanto, um bom agente de estabilização é indispensável para a síntese de nanopartículas. É sabido que as soluções de materiais poliméricos de alta viscosidade com interações de origem inter e intramolecular, podem ser usadas para proteger, restringir o crescimento e estabilizar as nanopartículas.

Raveendran et al. utilizaram pela primeira vez o conceito de completamente "verde" para a síntese de nanopartículas metálicas [152]. Eles usaram a água como solvente, β-D-glicose como agente redutor e amido, como o agente estabilizador para preparar Au, Ag, e Au-Ag liga nanoparticles. O β-D-glicose atuou tanto como agente redutor e agente de nivelamento para a síntese e estabilização de nanocristais de Au na sistema. Entretanto, Vidneshwaran et

al. prepararam nanopartículas de Ag estável usando apenas amido tanto como agente de

redução como agente estabilizador [146]. Além do amido, a quitosana é um outro polímero natural, que também tem sido utilizado como agentes redutor, estabilizante e funcionalizante para preparar nanoparticulas de Ag, Au, Pt e Pd devido à biocompatibilidade, biodegradabilidade, relativa atoxicidade e propriedades de adsorção da quitosana [147, 148, 153, 154]. Estas nanopartículas funcionalizadas com quitosana podem ser facilmente integradas em sistemas relevantes para aplicações farmacêuticas, biomédicas e biossensores. Assim, o sistema quitosana-AuNPs consiste em material nanoestruturado cujas potenciais aplicações biomédicas são vastas e pretendem ser alvo da continuação do presente estudo.

27 Neste trabalho buscou-se a síntese de nanopartículas de ouro utiizando-se para tanto nanopartículas de quitosana como agentes redutores levando-se a obtenção de um compósito nanoestruturado com propriedades óticas, de bioespecíficidade e de alta biocompatibilidade.

2. OBJETIVOS