Em 17 de julho de 2014, foi defendida no Instituto de Química da UNICAMP a Dissertação de Mestrado - "Estudo da Síntese de Carbon Dots via Carbonização Hidrotérmica e Avaliação Frente à Biossistemas" de autoria de Mateus Batista Simões. Participaram da Banca Examinadora os professores: Adley Forti Rubira (DQI/UEM), Juliano Alves Bonacin (IQ/Unicamp) e Oswaldo Luiz Alves (Orientador da Tese e Presidente da Banca).

A Tese abordou os Carbon Dots (uma nova família de materiais carbonosos) que apresentam como propriedade de destaque a presença de fluorescência quando menores que 10 nm. É interessante notar que o comprimento de onda no qual ocorre a fluorescência é dependente do tamanho das partículas. Assim, é possível modular a fluorescência controlando o tamanho dos Carbon Dots, o que os colocam como materiais com grande potencial de aplicação em fotocatálise, bioimagem, sensores e optoeletrônica.

Os Carbon Dots foram obtidos por meio da carbonização hidrotérmica da glicose e as condições de síntese foram otimizadas utilizando-se um planejamento fatorial. Os resultados mostraram que o controle estrito da temperatura, tempo e concentração inicial da fonte de carbono, têm implicações importantes no rendimento quântico da fluorescência. Suspensões de carbon dots excitados na região do ultravioleta mostram um máximo de emissão na região do azul. Foram obtidos rendimentos quânticos da ordem de 13% para amostras "dopadas" com nitrogênio.

Fluorescência azul de amostra de carbon dot produzida no LQES. Iluminação com luz branca (esquerda) e a mesma amostra iluminada com luz UV (direita).

Créditos: LQES/MBS

Os carbon dots que apresentaram maior rendimento quântico mostraram que não induzem a hemólise. Adicionalmente, os ensaios de internalização usando células HeLa, uma linhagem de células muito utilizado como modelo para estes estudos, mostraram através da microscopia confocal, a internalização dos carbon dots no interior das células, abrindo a possibilidade destes materiais obtidos no LQES serem utilizados como marcadores celulares.

As características colocadas acima, juntamente com a possibilidade das mais diversas funcionalizações (na direção do aumento da biocompatibilidade) abrem uma notável e objetiva via para a aplicação in vivo.

Os estudos prosseguem no LQES, na direção da obtenção de novos sistemas com diferentes funcionalizações projetadas para interagir com diferentes tipos de células. Além disso, estão sendo realizados estudos, em colaboração com grupos de químicos e físicos teóricos, visando um melhor entendimento da origem da fluorescência nestes instigantes novos nanomateriais de carbono.

Financiaram este projeto a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e o Instituto Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação em Materiais Complexos Funcionais (INOMAT).

LQES NEWS - Ano XIII - número 295, 04 de agosto de 2014 (OLA).

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