Estudo da interação de líquidos iônicos anfifílicos com sistemas biomiméticos de membrana: uma abordagem estrutural e espectroscópica

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Oliveira, Natália Fernandes de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: DLS; fluorescence; fluorescência; ionic liquids; líquidos iônicos; Membranas; Membranes; microscopia; microscopy; potencial zeta.; SAXS; zeta potential.
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-17042021-150217/

Os Líquidos iônicos (LIs) são uma classe interessante de moléculas orgânicas que tem sido objeto de diferentes estudos nos últimos anos. Tipicamente, LIs são compostos por um cátion orgânico e um ânion orgânico ou inorgânico, e podem ser encontrados no estado líquido a temperaturas abaixo de 100°C. Devido à sua geometria peculiar, estes compostos possuem uma vasta gama de aplicações em diversas áreas do conhecimento como química verde, farmacologia, biomedicina e bionanotecnologia. Apesar disso, pesquisas recentes mostraram que a toxicidade dos LIs é maior do que se acreditava anteriormente, particularmente com sistemas de relevância biológica. Desta forma, vários estudos físico-químicos das interações entre LIs e sistemas de membrana biomimética foram realizados a fim de identificar os mecanismos moleculares por trás dessa toxicidade. O principal objetivo deste projeto é obter mais informações sobre a ação do líquido iônico cloreto de 1-tetradecil-3-metilimidazólio ([C14mim]Cl) em sistemas de membranas biomiméticas para verificar os mecanismos moleculares por trás de sua toxicidade. Para isso, utilizaram-se os lipídios POPC (1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3- phosphocholine), esfingomielina e colesterol na composição de vesículas que simulam o comportamento da membrana plasmática de eritrócitos e analisou-se a influência de diferentes concentrações de LIs em suas propriedades estruturais. As interações entre esses sistemas lipídicos e o LI em questão foram estudadas através de diferentes técnicas biofísicas: espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS), supressão de fluorescência, espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta, microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e crio-microscopia (Crio-EM). De acordo com os resultados, o LI interagiu com a bicamada. O diâmetro hidrodinâmico das vesículas aumentou de (133.3 ± 0.3)nm para (138 ± 1)nm conforme o LI foi adicionado, e nas micrografias foi possível observar uma região escura em torno das vesículas, ausente nos sistemas sem o líquido iônico. O potencial zeta das membranas passou de (-1.4 ± 1.6)mV para (61.5 ± 1.4)mV quando se adicionou 30% de LI, ficando claro que o líquido iônico alterou a carga superficial das vesículas e sua estabilidade. Com as medidas de SAXS, observou-se que as moléculas do líquido iônico estão concentradas na parte externa da membrana. O parâmetro fLI relacionado com a posição do LI foi sempre maior que o parâmetro fpol relacionado com a posição da cabeça polar dos lipídios, indicando que o LI está na região externa ao redor da bicamada. O líquido iônico também alterou algumas propriedades estruturais da membrana, como a área por lipídio A, que aumentou conforme o LI foi adicionado, e a posição da molécula de colesterol fchol, que se aproximou cada vez mais da superfície da membrana. No entanto, mesmo para concentrações maiores, o LI não foi capaz de penetrar na membrana, fato confirmado pelas medidas de supressão de fluorescência, na qual nenhum efeito foi evidenciado, pelo menos para razões LI:Lipídio menores que 3:10. As intensidades do espectro de emissão permaneceram sempre próximas, e as porcentagens de vazamento com valores inferiores a 20%.