Preparação fácil de água

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 10550 (2022) Citar este artigo

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Os pontos de carbono (CDs) são categorizados como uma classe emergente de nanomateriais de dimensão zero com alta biocompatibilidade, fotoluminescência, superfície ajustável e propriedade hidrofílica. Os CDs, portanto, são atualmente de interesse para aplicações de bioimagem e nanomedicina. Neste trabalho, CDs funcionalizados com polietilenoglicol (CD-PEG) foram preparados a partir de cacho de frutos vazios de dendezeiro pela técnica hidrotérmica de um único recipiente. O PEG foi escolhido como agente passivante para melhorar a funcionalidade e as propriedades de fotoluminescência dos CDs. Para preparar os CDs-PEG, os efeitos da temperatura, tempo e concentração de PEG foram investigados nas propriedades dos CDs. Os CDs-PEG preparados foram caracterizados por diversas técnicas, incluindo espalhamento dinâmico de luz, microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução, espectroscopia de fotoelétrons de raios X, espectroscopia de fluorescência, espectroscopia Raman, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e análise termogravimétrica. Os CDs preparados sob condição hidrotérmica a 220 ° C por 6 h apresentaram morfologia esférica com diâmetro médio de 4,47 nm. Após a modificação, os CDs-PEG foram foto-responsivos com excelente propriedade de fotoluminescência. O CDs-PEG foi subsequentemente utilizado como transportador de fármaco para entrega de doxorrubicina [DOX] a CaCo-2, células de cancro do cólon in vitro. DOX foi carregado com sucesso na superfície de CDs-PEG confirmada pelos padrões FT-IR e Espectrômetro de Massa de Tempo de Voo de Dessorção/Ionização Assistida por Matriz (MALDI-TOF/MS). O tratamento seletivo de CDs-PEG-DOX contra as células cancerígenas colorretais, em relação às células fibroblásticas humanas normais, foi demonstrado com sucesso.

Os pontos de carbono (CDs) são uma nova classe de pequenos nanomateriais fluorescentes com tamanho médio inferior a 10 nm1. A composição da estrutura central é composta principalmente de carbono rodeado ou incorporado por heteroátomos e grupos funcionais dependendo das técnicas de síntese2. Esses nanomateriais de carbono têm sido explorados por sua boa biocompatibilidade, baixa toxicidade, fotoluminescência estável, solubilidade em água, fluorescência multicolorida, alta área superficial e excelentes propriedades ópticas. Os CDs foram encontrados em amplas aplicações, por exemplo, bioimagem, fotocatálise, entrega de medicamentos, quimio-sensor, bio-sensor e células solares. Vários métodos de síntese de CDs foram desenvolvidos com diversas estratégias, como oxidação eletroquímica, oxidação química, ablação a laser, pirólise, carbonização hidrotérmica e irradiação por microondas . Após avaliar cuidadosamente a literatura existente, concluiu-se que diversas técnicas e tipos de materiais influenciam o rendimento e as propriedades dos CDs sintetizados. Entre eles, a síntese hidrotérmica é um meio potencial de síntese de CDs que pode ser ampliado para produção em escala industrial. Vários precursores como casca de laranja, casca de manga, palha de trigo, leite, algas, ácido cítrico, ácido fólico, uréia, glicerol e resíduos agrícolas foram relatados como precursores de CDs. No entanto, os CDs produzidos a partir de um método tradicional de carbonização hidrotérmica apresentam um baixo rendimento quântico. Para resolver este problema, a síntese desenvolvida de CDs passivados de superfície foi introduzida para melhorar suas propriedades de fluorescência e grupos funcionais para utilização como nano-transportador de moléculas alvo .

Vários agentes passivantes foram aplicados para a modificação de CDs para melhorar sua propriedade fotoluminescente, como o polietilenoglicol [PEG] e a polietilenoimina [PEI]. Verificou-se que a ligação de porções de heteroátomos à superfície dos CDs aumenta a emissão fluorescente dos CDs. O tratamento com PEG, denominado PEGilação, é uma das abordagens atraentes para a preparação de CDs passivados. Este polímero é atóxico, não imunogênico, não antigênico, solúvel em água e facilmente conjugado a outras biomoléculas5. Por exemplo, o PEG-2000 foi usado como um modificador de superfície para sintetizar CDs passivados com PEG com rendimento quântico aumentado, enquanto os grupos -OH estavam substancialmente presentes na superfície dos CDs . Shen et al. relataram uma síntese hidrotérmica bem-sucedida de CDs a partir de grafeno e PEG-10000 para aplicação de fotoeletrodos. O fotoeletrodo CDs-PEG apresentou pequena fotocorrente sob laser infravermelho próximo (NIR) e propriedades de fluorescência mais altas em comparação com CDs não modificados7. Campos et al. demonstraram a síntese hidrotérmica de um ponto de carbono fluorescente usando D-lactose como fonte de carbono e PEG-3350 como material de revestimento para produzir um microgel de resposta térmica. CDs-PEG foram encapsulados em microgéis. Os CDs sintetizados tinham formato esférico com tamanho médio de ~ 4 nm. Os grupos hidroxila do PEG foram enxertados com sucesso nos CDs com processo de PEGilação8. Ruan et al. estudaram o efeito de diferentes modificadores para a síntese de CDs e descobriram que o rendimento quântico de CDs-PEG foi efetivamente aumentado .