Aggregation effects on energy transfer between chloroaluminum phthalocyanine and graphene oxide

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Bueno, Fernando Teixeira
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Terapia fotodinâmica
Terapia fototérmica
Agente fotossensibilizador
Link de acesso: https://repositorio.unb.br/handle/10482/44518
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2022.
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spelling Aggregation effects on energy transfer between chloroaluminum phthalocyanine and graphene oxideTerapia fotodinâmicaTerapia fototérmicaAgente fotossensibilizadorDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2022.Entre as doenças humanas mais fatais, o câncer se destaca pelo caráter agressivo, levando a tratamentos invasivos. A busca por opções alternativas de complementação a estes tratamentos levou ao desenvolvimento das terapias fotodinâmica (PDT) e fototérmica(PTT). A PDT é baseada na combinação de agentes fotossensibilizadores que ao serem expostos a um comprimento de onda específico no qual o agente absorva luz, estimulam a produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), que, por sua vez, induzem morte celular por estresse oxidativo. Neste contexto, o agente fotossensibilizador se sobressai em PDT devido a sua capacidade de produzir ROS e sua alta compatibilidade com as plataformas biológicas de transporte. Por outro lado, a PTT se baseia na combinação de agentes fototérmicos que ao absorverem luz aumentam a temperatura do meio, gerando morte celular. Tratando-se de PTT, o óxido de grafeno (OG) é constantemente utilizado como agente fototérmico devido a sua alta capacidade de absorção na faixa de energia do infravermelho próximo. A combinação de ambos os tratamentos pode ser promissora, visto que ambos os efeitos podem ser complementares. Tais combinações foram de fato experimentalmente investigadas, porém houve a constatação de um efeito de atenuação do sinalde emissão do agente do PDT, impedindo a produção de ROS. Neste trabalho, simulamos a dinâmica de excitons entre homodímeros e heterodímeros de AlClPc e OG por meio de transferência Förster, usando uma combinação de teoria do funcional densidade (DFT) e Monte Carlo Cinético (KMC). A análise revela que o mecanismo de Förster age como um processo que compete com a fotoluminescência da ftalocianina, podendo afetar negativamente a produção de ROS. Implementamos um modelo de agregação molecular que justificasse a ocorrência de transferência de energia indesejada entre moléculas de AlClPc. Resultados da dinâmica molecular envolvida entre os dois compostos permitiram caracterizar o óxido de grafeno em termos de sua estrutura eletrônica sem qualquer cálculo ab-initio, ou seja, com uma abordagem top-down.Cancer is currently one the most devastating diseases requiring aggressive treatments. The search for alternative treatment options led to the use of Photodynamic Therapy (PDT) and Photothermal Therapy (PTT). PDT works upon the combination of photosensitizing agents with specific wavelength light exposure in order to produce reactive oxygen species (ROS), inducing cellular oxidative stress and/or apoptosis. In this context, the photosensitizing agent stands out in PDT due to its capacity of producing ROS and the multiple successes it has had with the use of multiple transport platforms. Meanwhile, PTT is based on the combination of photothermal agents that increase the temperature by means of light absorption. Graphene oxide (GO) has been used in PTT due to its absorption capability, resulting in high temperature increase, which leads to effective tumor ablation. The combination of both treatments can be promising, leading to synergistic effects. Indeed, such combinations have been experimentally investigated, however leading to the observation of quenching effects in the emission signal of the PDT agent. Thus, possibly compromising the effectiveness of the PDT treatment. In this work, we simulated exciton dynamics in AlClPc and GO, through the process of Förster Resonance Energy Transfer using a combination of density functional theory and a Kinetic Monte Carlo method. Analysis shows the Förster mechanism as a competing factor in regards to the photoluminescence of the phthalocyanine. Our results with the use of the KMC algorithm allowed for the determination of an approximate Förster radius for an AlClPc−GO heterodimer based on a molecular aggregation. Such method exemplifies a top-down approach where one can extract electronic structure results from molecular dynamics simulations.Instituto de Física (IF)Programa de Pós-Graduação em FísicaOliveira Neto, Pedro Henrique deSousa, Leonardo Evaristo def.bueno1998@gmail.comBueno, Fernando Teixeira2022-08-15T21:45:39Z2022-08-15T21:45:39Z2022-08-152022-05-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfBUENO, Fernando Teixeira. Aggregation effects on energy transfer between chloroaluminum phthalocyanine and graphene oxide. 2022. 115 f., il. Dissertação (Mestrado em Física) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.https://repositorio.unb.br/handle/10482/44518engA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-03-19T15:52:24Zoai:repositorio.unb.br:10482/44518Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-03-19T15:52:24Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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