A espectroscopia fotoacústica como ferramenta para o estudo de biomoléculas.
| Autor(a) principal: | |
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| Data de Publicação: | 2021 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | Repositório Institucional da UCB |
| Texto Completo: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/21759 |
Resumo: | As biomoléculas estão diretamente ligadas com o metabolismo energético dos seres vivos e portanto sua manutenção no organismo é indispensável para conservação de uma boa saúde. Essas biomoléculas, em sua maioria, estão disponíveis em diversos materiais como frutas, verduras e vegetais, os quais estão associados com diversas propriedades, dentre as mais importantes podemos citar as farmacológicas, como agente antioxidante, agente redutor e agente anti-inflamatório que são de muito valor à saúde humana. Isso tem motivado diversas pesquisas científicas no intuito de melhor caracterizar esses materias e diferenciar os entes que os tornam multifuncionais, dentre os quais as biomoléculas representam o interesse deste trabalho. Ademais, essas pesquisas, por sua vez, são realizadas por meio de de técnicas que exigem que métodos de extração sejam aplicados ao material de interesse com o fim de extrair as biomoléculas para que as mesmas possam ser estudadas. Isso acaba por mudar as condições naturais daquelas moléculas tornando o resultado diferente do esperado. Este trabalho tem como objetivo utilizar a espectroscopia fotoacústica como ferramenta de estudo de biomoléculas e de caracterização óptica de materiais orgânicos tendo em vista sua capacidade de sondá-los sem a necessidade primária da realização de um procedimento de extração. Para tanto foram desenvolvidos novos sistemas e métodos computacionais que permitiram a execução, automatização dos hardwares, aquisição de dados do experimento e uma melhor interpretação dos mesmos. Esses métodos foram aplicados e testados em materiais que contêm biomoléculas e que são de fácil acesso à população brasileira, como frutas e vegetais. As amostras de interesse foram estudadas por espectroscopia fotoacústica, e os resultados foram analisados utilizando o método da segunda derivada e do método da fase. As técnicas de UV-Vis e simulações computacionais TDDFT também foram aplicadas como ferramentas de comparação aos resultados da espectroscopia fotoacústica. Os resultados se mostraram promissores e diversas facetas da espectroscopia fotoacústica foram exploradas. Sua capacidade de sondar sistemas físicos orgânicos em forma cristalina, líquida, sólida e in natura foram demonstradas com êxito neste trabalho. |
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A espectroscopia fotoacústica como ferramenta para o estudo de biomoléculas.EspectroscopiaFotoacústicaBiomoléculasPythonMétodo da segunda derivadaMétodo da faseSpectroscopyPhotoacousticBiomoleculesPythonSecond derivative methodPhase methodFísicaAs biomoléculas estão diretamente ligadas com o metabolismo energético dos seres vivos e portanto sua manutenção no organismo é indispensável para conservação de uma boa saúde. Essas biomoléculas, em sua maioria, estão disponíveis em diversos materiais como frutas, verduras e vegetais, os quais estão associados com diversas propriedades, dentre as mais importantes podemos citar as farmacológicas, como agente antioxidante, agente redutor e agente anti-inflamatório que são de muito valor à saúde humana. Isso tem motivado diversas pesquisas científicas no intuito de melhor caracterizar esses materias e diferenciar os entes que os tornam multifuncionais, dentre os quais as biomoléculas representam o interesse deste trabalho. Ademais, essas pesquisas, por sua vez, são realizadas por meio de de técnicas que exigem que métodos de extração sejam aplicados ao material de interesse com o fim de extrair as biomoléculas para que as mesmas possam ser estudadas. Isso acaba por mudar as condições naturais daquelas moléculas tornando o resultado diferente do esperado. Este trabalho tem como objetivo utilizar a espectroscopia fotoacústica como ferramenta de estudo de biomoléculas e de caracterização óptica de materiais orgânicos tendo em vista sua capacidade de sondá-los sem a necessidade primária da realização de um procedimento de extração. Para tanto foram desenvolvidos novos sistemas e métodos computacionais que permitiram a execução, automatização dos hardwares, aquisição de dados do experimento e uma melhor interpretação dos mesmos. Esses métodos foram aplicados e testados em materiais que contêm biomoléculas e que são de fácil acesso à população brasileira, como frutas e vegetais. As amostras de interesse foram estudadas por espectroscopia fotoacústica, e os resultados foram analisados utilizando o método da segunda derivada e do método da fase. As técnicas de UV-Vis e simulações computacionais TDDFT também foram aplicadas como ferramentas de comparação aos resultados da espectroscopia fotoacústica. Os resultados se mostraram promissores e diversas facetas da espectroscopia fotoacústica foram exploradas. Sua capacidade de sondar sistemas físicos orgânicos em forma cristalina, líquida, sólida e in natura foram demonstradas com êxito neste trabalho.The biomolecules are directly linked to the energy metabolism of living beings and therefore their maintenance in the body is essential for the conservation of good health. These biomolecules, mostly, are present in several materials like fruits, greens and vegetables, which are associated with many properties, among the most important ones we may mention the pharmacological properties, like antioxidant agent, reducing agent and antiinflammatory agent that are of great value to human health. This has motivated several scientific researches with the aim of better characterize these materials and differentiate the entities that make them multifunctional, among which the biomolecules represent the interest of this work. Furthermore, these studies are performed through techniques that require extraction methods to be applied to the interest material in order to extract the biomolecules so that they may be studied. This ends up changing the natural conditions of those molecules making the result different from the expected. This work aims to use photoacoustic spectroscopy as a tool for studying biomolecules and optical characterization of organic materials in view of their ability to probe materials without the primary need to perform an extraction procedure. To this end, new systems and methods were developed that allowed the execution, hardware automation, data acquisition from the experiment and a better interpretation of them. These methods were applied and tested on materials that contain biomolecules and that are easily accessible to the Brazilian population, such as fruits and vegetables. The samples of interest were characterized by photoacoustic spectroscopy, and the results were analyzed using the second derivative and phase methods. The UV-Vis spectroscopy and TDDFT computer simulations techniques were used as a comparative background to the photoacoustic’s results as well. The results were promising and several facets of the photoacoustic spectroscopy were studied showing its ability to probe organic physical systems in a crystalline, liquid, solid and in natura form.CapesUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICAUFCGLIMA, Rodrigo José da Silva.http://lattes.cnpq.br/0203363324512051SUASSUNA FILHO, José.http://lattes.cnpq.br/0374560519672249COSTA, Renilton Correia da.http://lattes.cnpq.br/5638654222377956BAESSO, Mauro Luciano.http://lattes.cnpq.br/4676278711005293SILVA, Carlos Eduardo Rufino da.2021-09-012021-10-29T21:30:15Z2021-10-292021-10-29T21:30:15Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/21759SILVA, Carlos Eduardo Rufino da. A espectroscopia fotoacústica como ferramenta para o estudo de biomoléculas. 140 f. Dissertação (Mestrado em Física) – Programa de Pós-Graduação em Física, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2021. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/21759porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UCBinstname:Universidade Católica de Brasília (UCB)instacron:UCB2022-11-24T16:48:57Zoai:localhost:riufcg/21759Repositório InstitucionalPRIhttps://repositorio.ucb.br/oai/requestsara.ribeiro@ucb.bropendoar:2022-11-24T16:48:57Repositório Institucional da UCB - Universidade Católica de Brasília (UCB)false |
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As biomoléculas estão diretamente ligadas com o metabolismo energético dos seres vivos e portanto sua manutenção no organismo é indispensável para conservação de uma boa saúde. Essas biomoléculas, em sua maioria, estão disponíveis em diversos materiais como frutas, verduras e vegetais, os quais estão associados com diversas propriedades, dentre as mais importantes podemos citar as farmacológicas, como agente antioxidante, agente redutor e agente anti-inflamatório que são de muito valor à saúde humana. Isso tem motivado diversas pesquisas científicas no intuito de melhor caracterizar esses materias e diferenciar os entes que os tornam multifuncionais, dentre os quais as biomoléculas representam o interesse deste trabalho. Ademais, essas pesquisas, por sua vez, são realizadas por meio de de técnicas que exigem que métodos de extração sejam aplicados ao material de interesse com o fim de extrair as biomoléculas para que as mesmas possam ser estudadas. Isso acaba por mudar as condições naturais daquelas moléculas tornando o resultado diferente do esperado. Este trabalho tem como objetivo utilizar a espectroscopia fotoacústica como ferramenta de estudo de biomoléculas e de caracterização óptica de materiais orgânicos tendo em vista sua capacidade de sondá-los sem a necessidade primária da realização de um procedimento de extração. Para tanto foram desenvolvidos novos sistemas e métodos computacionais que permitiram a execução, automatização dos hardwares, aquisição de dados do experimento e uma melhor interpretação dos mesmos. Esses métodos foram aplicados e testados em materiais que contêm biomoléculas e que são de fácil acesso à população brasileira, como frutas e vegetais. As amostras de interesse foram estudadas por espectroscopia fotoacústica, e os resultados foram analisados utilizando o método da segunda derivada e do método da fase. As técnicas de UV-Vis e simulações computacionais TDDFT também foram aplicadas como ferramentas de comparação aos resultados da espectroscopia fotoacústica. Os resultados se mostraram promissores e diversas facetas da espectroscopia fotoacústica foram exploradas. Sua capacidade de sondar sistemas físicos orgânicos em forma cristalina, líquida, sólida e in natura foram demonstradas com êxito neste trabalho. |
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