Estudo eletroquímico de compostos nitro-heterocíclicos potencialmente antichagásicos utilizando eletrodos quimicamente modificados com ftalocianinas

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Brito, Charles de Lima
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biomimetic catalysts; Carbon nanotubes; Catalisadores biomiméticos; Chagas disease; Doença de Chagas; Electrochemical sensors; Nanotubos de carbono; Nitrofural; Sensores eletroquímicos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9138/tde-23022022-160836/

Neste trabalho elaboraram-se quatro novos sensores químicos para avaliação do mecanismo de redução de compostos nitro-heterocíclicos. Empregaram-se nanotubos de carbono (NTC), modificando a superfície do eletrodo de carbono vítreo (ECV), de forma isolada e combinados com três materiais organometálicos, hemina (HEM), ftalocianinas de cobre (FTAl-Cu) e cobalto (FTAL-Co). O nitrofural (NF) foi o nitro-heterocíclico escolhido, pois é um fármaco ativo contra o Trypanosoma cruzi, agente causador da doença de Chagas e o seu mecanismo de ação é dependente do processo de redução do grupo nitro, proveniente da ação das nitrorredutases. O emprego dos agentes organometálicos baseou-se na mimetização das referidas enzimas, e estes agentes são estruturalmente semelhantes as enzimas P450 humana. Estudaram-se dois tipos de NTC, sendo um funcionalizado com solução sulfonítrilica (NTC-F), que consiste na imobilização de grupos químicos, como ácidos carboxílicos, e outro não funcionalizado (NTC-N). Notaram-se diferenças significativas entre NTC-F e NTC-N, confirmando através de espectrometria no infravermelho (FTIR) e da análise titulométrica as inserções dos grupos carboxílicos nos NTC. A melhor dispersão associada à resposta eletroquímica da nitrofurazona foi obtida com 1,3-dioxolano como agente dispersante, que apresentou maior afinidade com NTC do que os demais solventes. Investigou-se a identificação de intermediários eletoativos no eletrodo de carbono vítreo modificado com NTC-F pelo comportamento voltamétrico da nitrofurazona com ênfase na detecção da hidroxilamina, em meio ácido e do radical aniônico, R-NO2• . Na detecção do derivado hidroxilamínico, com corrente de pico catódica Ipc,1, houve antecipação de potencial em 102 mV e aumento de corrente em 32 vezes frente ao ECV-SM. Em estudos relacionados ao radical, o sensor modificado com NTC-F, apresentou antecipação de 200 mV, quando comparado ao ECV-SM. A estabilidade do radical para NTC-F, foi 3 vezes maior do que em ECV-SM. Quando da combinação entre os NTC-F com os organometálicos, demonstraramse pontos de interação química entre ambos, sendo que na HEM há um ponto adicional de ligação com os NTC-F através de ligação de hidrogênio. Ademais, em MEV a HEM apresentou-se com morfologia menos aglomerada, o que contribui para uma melhor transferência de carga. Utilizou-se duas estratégias distintas de imobilização por drop casting, e a de aplicação simultânea entre NTC-F e os organometálicos foi a melhor sucedida em estudos voltamétricos de NF, com os picos bem definidos. Na avaliação voltamétrica, e em meio ácido, identificou-se o derivado hidroxilamínico, todavia os organometálicos não contribuíram na antecipação de potencial quando comparado ao NTC-F e os sinais de corrente diminuíram em 14 vezes, em relação ao NTC-F. Contudo, todos os sistemas com exceção da FTAL-Co foi possível identificar a formação do par redox do radical, RNO2/R-NO2․-. Os resultados quanto ao radical houve uma antecipação de 50 e 90 mV, para sistemas com HEM e FTLA-Cu respectivamente, quando comparados com o emprego apenas de NTC-F em ECV. Nos estudos de estabilidade cinética, o radical obteve maior estabilidade quando se empregou a combinação entre NTC-F e HEM, seguida de NTC-F e FTAL-Cu. Em estudos com sequestrantes de radical, confirmou-se que o O2 foi o melhor sequestrante frente a glutationa e cisteína. Isto é um indicativo que em condições aeróbicas o radical é transferido para O2 gerando o ânion superóxido O2•- que é ativo biologicamente. Por fim, ambos os sensores ECV-NTC-F-HEM e ECV-NTC-F-FTAL-Cu apresentam-se robustos, de fácil preparação e altamente sensível para estudos do radical aniônico.