OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Ribeiro, Iuly Guimarães
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Mestrado em Bioquímica
Centro de Ciências da Saúde
UFES
Programa de Pós-Graduação em Bioquímica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufes.br/handle/10/15264
Resumo: Iron magnetic nanomaterials have been widely used in the field of biotechnology due to their ease of recovery and reuse of biological molecules with an external magnetic field. Although many works have reported promising applications with magnetic nanoparticles, a difficulty in controlling the synthesis almost always in the polydispersion of crystals and consequently in the lack of reproducibility of the experiments, directly impacting the scaling of many applications. Thus, this work aimed to optimize the synthetic of magnetic nanoparticles through a 5-1 fractional factorial design followed by a complete design 32 considering the main variables and previous levels already in the literature. A broad characterization was performed with the UVvis, MET, DLS, DRX, FTIR and Raman scattering techniques. Afterwards, the magnetic nanomaterials were functionalized with TEOS gain of colloidal stability and then with AMPTS to modify the positive surface. In addition, magnetic nanomaterials of Fe@SiO2@Ampts were recovered and nucleic acid purification compared to two commercially available techniques, namely the manual methodology with a silica column and the automated methodology with magnetic beads. The results of the application in the recovery of nucleic acids were obtained by RT-qPCR and interpreted by the Cq value (quantitation cycle). The optimized magnetic nanomaterials 12 nm average size, high stability and monodispersion. Regarding the application, the excellent Cq data that the magnetic nanomaterials optimized in this work have good reproducibility and efficiency in the recovery and purification of similar nucleic acids with the methodologies used commercially. Mainly due to the low cost and simplicity of production, these results indicate that the Fe@SiO2@Ampts NPMs produced in this work are a promising alternative for use in the recovery and purification of nucleic acids, in relation to commercial kits based on microspheres and column of silica by ultracentrifugation.
id UFES_2578c716f400a80bc8533b1eea95cc79
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/15264
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str
spelling OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOSOptimization of magnetic nanoparticle synthesis for extraction of nucleic acidsMagnetic NanoparticlesIronExtractionNucleic Acidssubject.br-rjbnFarmacologia Bioquímica e MolecularIron magnetic nanomaterials have been widely used in the field of biotechnology due to their ease of recovery and reuse of biological molecules with an external magnetic field. Although many works have reported promising applications with magnetic nanoparticles, a difficulty in controlling the synthesis almost always in the polydispersion of crystals and consequently in the lack of reproducibility of the experiments, directly impacting the scaling of many applications. Thus, this work aimed to optimize the synthetic of magnetic nanoparticles through a 5-1 fractional factorial design followed by a complete design 32 considering the main variables and previous levels already in the literature. A broad characterization was performed with the UVvis, MET, DLS, DRX, FTIR and Raman scattering techniques. Afterwards, the magnetic nanomaterials were functionalized with TEOS gain of colloidal stability and then with AMPTS to modify the positive surface. In addition, magnetic nanomaterials of Fe@SiO2@Ampts were recovered and nucleic acid purification compared to two commercially available techniques, namely the manual methodology with a silica column and the automated methodology with magnetic beads. The results of the application in the recovery of nucleic acids were obtained by RT-qPCR and interpreted by the Cq value (quantitation cycle). The optimized magnetic nanomaterials 12 nm average size, high stability and monodispersion. Regarding the application, the excellent Cq data that the magnetic nanomaterials optimized in this work have good reproducibility and efficiency in the recovery and purification of similar nucleic acids with the methodologies used commercially. Mainly due to the low cost and simplicity of production, these results indicate that the Fe@SiO2@Ampts NPMs produced in this work are a promising alternative for use in the recovery and purification of nucleic acids, in relation to commercial kits based on microspheres and column of silica by ultracentrifugation.Os nanomateriais magnéticos de ferro tem sido amplamente utilizado na área de biotecnologia devido a sua facilidade de recuperação e reutilização de moléculas biológicas com campo magnético externo. Embora um grande número de trabalhos tenha reportado aplicações promissoras com as nanopartículas magnéticas, a dificuldade no controle da síntese resulta quase sempre na polidispersão dos cristais e consequentemente na falta de reprodutibilidade dos experimentos, impactando diretamente no escalonamento de muitas aplicações. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo otimizar a síntese de nanopartículas magnéticas através de um planejamento fatorial fracionado 5 -1 seguido de um planejamento completo 3 2 levando em conta as principais variáveis e níveis já descritos na literatura. Uma ampla caracterização foi realizada com as técnicas Uv-vis, MET, DLS, DRX, FTIR e Espalhamento Raman. Em seguida os nanomateriais magnéticos foram funcionalizados com TEOS visando ganho de estabilidade coloidal e em seguida por AMPTS para modificação da superfície positiva. Além disso, os nanomateriais magnéticos de Fe@SiO2@Ampts foram avaliados na recuperação e purificação de ácidos nucleicos em comparação com duas técnicas disponíveis comercialmente, sendo elas a metodologia manual com coluna de sílica e a metodologia automatizada com esferas magnéticas. Os resultados da aplicação na recuperação de ácidos nucleicos foram obtidos pela RT-qPCR e interpretados pelo valor de Cq (ciclo de quantificação). Os nanomateriais magnéticos otimizados apresentaram tamanho médio de 12 nm, elevada estabilidade e monodispersão. Em relação a aplicação, os dados de Cq mostraram que os nanomateriais magnéticos otimizados neste trabalho tiveram boa reprodutibilidade e eficiência na recuperação e purificação de ácidos nucleicos semelhantes com as metodologias utilizadas comercialmente. Devido principalmente ao baixo custo e a simplicidade de produção, estes resultados indicam que as NPMs de Fe@SiO2@Ampts produzidas neste trabalho são uma alternativa promissora para utilização na recuperação e purificação de ácidos nucleicos, em relação aos kits comerciais baseados em microesferas e em coluna de sílica por ultracentrifugação.Fundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES)Universidade Federal do Espírito SantoBRMestrado em BioquímicaCentro de Ciências da SaúdeUFESPrograma de Pós-Graduação em BioquímicaOliveira, Jairo Pinto dehttps://orcid.org/0000000175951183http://lattes.cnpq.br/2228283301316218https://orcid.org/0000-0002-6078-3567http://lattes.cnpq.br/8253672059100732Cassini, Servio Tulio Alveshttps://orcid.org/0000000152003666http://lattes.cnpq.br/2519874649699294Silva, André Romero dahttps://orcid.org/0000000214976093http://lattes.cnpq.br/3079774974302460Ribeiro, Iuly Guimarães2024-05-30T00:50:13Z2024-05-30T00:50:13Z2021-08-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTextapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/15264porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2024-10-25T10:01:26Zoai:repositorio.ufes.br:10/15264Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082024-10-25T10:01:26Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS
Optimization of magnetic nanoparticle synthesis for extraction of nucleic acids
title OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS
spellingShingle OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS
Ribeiro, Iuly Guimarães
Magnetic Nanoparticles
Iron
Extraction
Nucleic Acids
subject.br-rjbn
Farmacologia Bioquímica e Molecular
title_short OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS
title_full OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS
title_fullStr OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS
title_full_unstemmed OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS
title_sort OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS
author Ribeiro, Iuly Guimarães
author_facet Ribeiro, Iuly Guimarães
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Oliveira, Jairo Pinto de
https://orcid.org/0000000175951183
http://lattes.cnpq.br/2228283301316218
https://orcid.org/0000-0002-6078-3567
http://lattes.cnpq.br/8253672059100732
Cassini, Servio Tulio Alves
https://orcid.org/0000000152003666
http://lattes.cnpq.br/2519874649699294
Silva, André Romero da
https://orcid.org/0000000214976093
http://lattes.cnpq.br/3079774974302460
dc.contributor.author.fl_str_mv Ribeiro, Iuly Guimarães
dc.subject.por.fl_str_mv Magnetic Nanoparticles
Iron
Extraction
Nucleic Acids
subject.br-rjbn
Farmacologia Bioquímica e Molecular
topic Magnetic Nanoparticles
Iron
Extraction
Nucleic Acids
subject.br-rjbn
Farmacologia Bioquímica e Molecular
description Iron magnetic nanomaterials have been widely used in the field of biotechnology due to their ease of recovery and reuse of biological molecules with an external magnetic field. Although many works have reported promising applications with magnetic nanoparticles, a difficulty in controlling the synthesis almost always in the polydispersion of crystals and consequently in the lack of reproducibility of the experiments, directly impacting the scaling of many applications. Thus, this work aimed to optimize the synthetic of magnetic nanoparticles through a 5-1 fractional factorial design followed by a complete design 32 considering the main variables and previous levels already in the literature. A broad characterization was performed with the UVvis, MET, DLS, DRX, FTIR and Raman scattering techniques. Afterwards, the magnetic nanomaterials were functionalized with TEOS gain of colloidal stability and then with AMPTS to modify the positive surface. In addition, magnetic nanomaterials of Fe@SiO2@Ampts were recovered and nucleic acid purification compared to two commercially available techniques, namely the manual methodology with a silica column and the automated methodology with magnetic beads. The results of the application in the recovery of nucleic acids were obtained by RT-qPCR and interpreted by the Cq value (quantitation cycle). The optimized magnetic nanomaterials 12 nm average size, high stability and monodispersion. Regarding the application, the excellent Cq data that the magnetic nanomaterials optimized in this work have good reproducibility and efficiency in the recovery and purification of similar nucleic acids with the methodologies used commercially. Mainly due to the low cost and simplicity of production, these results indicate that the Fe@SiO2@Ampts NPMs produced in this work are a promising alternative for use in the recovery and purification of nucleic acids, in relation to commercial kits based on microspheres and column of silica by ultracentrifugation.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-08-13
2024-05-30T00:50:13Z
2024-05-30T00:50:13Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/15264
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/15264
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Mestrado em Bioquímica
Centro de Ciências da Saúde
UFES
Programa de Pós-Graduação em Bioquímica
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Mestrado em Bioquímica
Centro de Ciências da Saúde
UFES
Programa de Pós-Graduação em Bioquímica
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv riufes@ufes.br
_version_ 1834479136377143296