OTIMIZAÇÃO DA SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA EXTRAÇÃO DE ÁCIDOS NUCLEICOS
| Ano de defesa: | 2021 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| 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
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| 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. |
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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 |
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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. |
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