Brasil

Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS (33144010006P9)
MONOCAMADAS E BICAMADAS LIPÍDICAS: ADSORÇÃO DE AZUL DE METILENO E FOTOSSENSIBILIZAÇÃO
THAIS FERNANDES SCHMIDT
TESE
21/08/2013

SCHMIDT, T.F., Monocamadas e bicamadas lipídicas: adsorção de azul de metileno e fotossensibilização, 2013, 145p, Tese de Doutorado – Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, Universidade Federal do ABC, Santo André, SP. A presente tese de doutoramento teve como objetivo investigar as alterações induzidas pelo fotossensibilizador azul de metileno (AM) pré e pós foto-ativação por luz em membranas lipídicas compostas por 1,2-dioleoil-sn-glicerol-3-fosfatidilcolina (DOPC) e cardiolipina (CL). Utilizamos como modelos de membranas monocamadas de Langmuir e vesículas unilamelares gigantes (GUVs); o comportamento das misturas lipídicas bem como as diferentes interações do AM com os lipídios associados à membrana mitocondrial foram avaliados por medidas de pressão de superfície, cinética de adsorção, microscopia no ângulo de Brewster (BAM), Espectroscopia Infravermelha de Superfície (PM-IRRAS) e foto-irradiação. As imagens obtidas por BAM de monocamadas na interface ar-água não evidenciaram a formação de domínios visíveis na resolução do aparelho. Entretanto, isotermas de superfície bem como a análise de área molecular em monocamadas na interface ar-água nos mostraram que as monocamadas formam misturas não ideais. Medidas de cinética de adsorção revelaram que o AM interage de maneira distinta com o DOPC e a CL: notamos uma variação positiva na pressão de superfície para monocamadas contendo CL, indicando adsorção do AM na interface, enquanto que, no caso do DOPC, a interação com AM foi confirmada através de medidas de PM-IRRAS, que indicaram uma interação do tipo dipolo-íon. A foto-irradiação das monocamadas indicou a ocorrência de duas etapas da foto-oxidação lipídica, onde para certas proporções lipídicas foram observadas expansão de áreas, sugerindo a peroxidação lipídica com a formação de grupos peróxidos enquanto que para outras misturas, verificamos a condensação de áreas, sugerindo a continuidade do processo de foto-oxidação lipídica, com a formação de moléculas menores que tendem a migrar para a subfase. Em todos os casos, verificamos mais uma vez que as misturas lipídicas não são ideais. A nova técnica proposta de formação de GUVs de lipídios carregados pelo método filme-gel de PVA nos permitiu aumentar as concentrações de CL para até 100%. As medidas da intensidade de fluorescência das GUVs em função da concentração de CL mostraram que a presença de CL promove uma maior adsorção de AM nas bicamadas lipídicas em consonância com os resultados de monocamadas. A foto-irradiação de GUVs de DOPC:CL foi acompanhada por microscopia óptica e, de uma maneira geral, observamos flutuação da membrana com aumento de área, retorno aparentemente para a tensão inicial com formação de buds e formação de nanoporos ou macroporos, seguidos de perda de contraste óptico. Associamos essa perda de contraste a continuidade do processo de foto-oxidação lipídica, gerando quebra das cadeias e formação de poros. Notamos que GUVs contendo alta porcentagem de CL (100% e 75%) sofreram aumento de permeabilidade em tempos relativamente curtos de irradiação com relação a membranas compostas somente por DOPC, sendo atribuído a competição entre sítios de reação do 1O2 às moléculas de DOPC e CL, além da localização distinta do AM quando interage com DOPC ou CL, como visto em PM-IRRAS.

Monocamadas de Langmuir, azul de metileno, Cardiolipina, DOPC, fotossensibilização, vesículas unilamelares gigantes(GUVs).
The current work aims to investigate the changes induced by the photosensitizer methylene blue (MB) before and after photo-activation by light in lipid membranes composed of 1,2-dioleoyl-sn-glycerol-3-phosphatidylcholine (DOPC) and Cardiolipin (CL). We used Langmuir monolayers and giant unilamellar vesicles (GUVs) as membrane models. The lipid mixtures behavior of lipid as well as different MB interactions were assessed by measurements of surface pressure, kinetic adsorption, Brewster angle microscopy (BAM), Surface Infrared Spectroscopy (PM-IRRAS) and photo-irradiation. The images obtained by BAM in monolayers at air-water interface did not show domains formation within the experimental resolution, however, surface isotherms and surface molecular area analysis showed non-ideal mixtures, suggesting nanodomains formation at interface. Measurements of adsorption kinetics revealed that MB interacts differently to DOPC and CL monolayers; adsorption kinetics measurements showed a positive change in surface pressure to CL-containing monolayers, indicating MB adsorption at the interface. On the other hand, the interaction of MB to DOPC monolayers was confirmed by PM-IRRAS measurements, which indicated a dipole-ion interaction type. The photo-irradiation of monolayers revealed the existence of two stages in the lipid photo-oxidation, which for certain lipid ratios expanded areas were observed, suggesting lipid peroxidation with peroxide groups formation. For other mixtures, condensation area was observed, suggesting the continuity of lipid photo-oxidation, with smaller molecules formation, which tend to migrate into the subphase. In all the cases, we observed once more that the lipid mixtures are not ideal. The new technique of forming lipid charged GUVs by PVA-swelling method allowed us to increase the concentrations of CL up to 100%. Measurements of fluorescence intensity versus CL concentration showed that the CL-containing bilayer promotes greater MB adsorption due to the effect of electrostatic interaction between MB and negative charges of CL polar heads. The photo-irradiation in DOPC:CL GUVs was monitored by optical microscopy and generally, we observed a pattern of GUVs upon irradiation with fluctuation of membrane and area increase, apparently returns to the initial tension with bud formation and nanopores or macropores, followed by loss of optical contrast. This loss of contrast can be associated to continuing process of photo-oxidation, breaking lipid chains to smaller molecules and pore formation. We noted that GUVs containing a great CL percentage (100% and 75%) have experienced permeability increase in a relatively short time irradiation with respect to membranes composed only by DOPC, being assigned to the competition between reaction sites of 1O2 molecules in DOPC and CL due to the distinct MB location when interacting with DOPC or CL, as seen in PM-IRRAS.
Langmuir monolayers, methylene blue, Cardiolipin, DOPC, photosensitization, GUVs.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC

Contexto

NANOCIÊNCIAS E MATERIAIS AVANÇADOS
MATERIAIS FUNCIONAIS
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Banca Examinadora

ROSANGELA ITRI
Sim
Nome Categoria
RONEI MIOTTO Docente
LUIS GUSTAVO DIAS Participante Externo
MAURICIO DA SILVA BAPTISTA Docente
OSVALDO NOVAIS DE OLIVEIRA JUNIOR Docente

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUNDACAO DE AMPARO A PESQUISA DO ESTADO DE SAO PAULO - Bolsa de Doutorado 53
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 1

Vínculo

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Não