Caracterização de moléculas com potencial bioativo por espectroscopia de ação e mobilidade iônica acopladas à espectrometria de massas - Oliveira, Andre Filipe Rodrigues de (2020)
A espectrometria de massas (MS) é uma técnica analítica largamente utilizada em diversas áreas de estudo, como a química, bioquímica, ambiental, farmacêutica, entre outras. Embora esta técnica seja sensível e universal, a detecção por MS é baseada apenas na razão massa-carga (m/z) de íons, muitas vezes não provendo informações diretas sobre a configuração das espécies em fase gasosa. Portanto, a MS é limitada quando usada para a diferenciação de isômeros e para a determinação de sítios de protonação e coordenação. Para solucionar tal limitação, podem ser utilizadas técnicas de espectroscopia de íons, tanto vibracional quanto eletrônica, e mobilidade iônica, acopladas a MS. Nesta tese, as técnicas de espectroscopia de íons e mobilidade iônica são aplicadas a diferentes moléculas bioativas e com potencial bioativo, a fim de investigar suas características estruturais e diferenciação de isômeros em reação de photoswitching. Para tanto, um aparato instrumental desenvolvido em nosso grupo para a realização da espectroscopia de íons foi validado comparando-se os espectros da biotina e triptofano protonados em fase gasosa com os espectros encontrados na literatura. Nosso equipamento não só reproduziu os resultados da literatura, como apresentou sensibilidade superior em algumas regiões do espectro. Esses espectros também foram utilizados para a realização de um benchmarking de métodos para a determinação de espectros teóricos, a fim de verificar-se o nível de teoria mais adequado para os sistemas abordados neste projeto. Um conjunto de biomoléculas tiamina, biotina, biocitina e triptofano foi avaliado quanto sua conformação em meio gasoso, sítio de protonação, coordenação e interações intramoleculares. Também foram realizados estudos teóricos mais aprofundados, como a determinação da natureza de interações de hidrogênio relevantes para os sistemas bioativos abordados, aplicando esquemas de cálculos de orbitais naturais de ligação (NBO), teoria quântica de átomos em moléculas (QTAIM) e interações não-covalentes (NCI). Os resultados permitiram caracterizar uma série relevante de espécies de interesse biológico, ilustrando o poder dessas técnicas avançadas em espectrometria de massas e permitindo o estudo de outros sistemas futuros utilizando as técnicas e metodologias aqui introduzidas.