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Funcionalização de Nanoestruturas Prof. Dr. Vinicius Campos Disciplina de Nanobiotecnologia Graduação em Biotecnologia - UFPel
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Funcionalização de Nanoestruturas
Prof. Dr. Vinicius Campos Disciplina de Nanobiotecnologia
Graduação em Biotecnologia - UFPel
1. Tipos de Funcionalização
2. Funcionalização não-covalente
3. Funcionalização covalente
4. Aplicações dos “nanos” funcionalizados
Abordagens da aula...
• Modifica drasticamente as propriedades:
– Solubilidade
– Reatividade
– Propriedades eletrônicas
Funcionalização
Funcionalização
• A funcionalização da superfície de nanomateriais ajuda a tornar os nanomateriais biocompatíveis, melhorando a sua solubilidade;
• A funcionalização pode ser covalente ou não covalente;
Tipos de Funcionalização
• Ligação não covalente: • Interações eletrostáticas
• Forças de Van der Waals
• Ligação covalente:
• Quimissorção
– Ligação química
• linkers bifuncionais
– Polietileno glicol (PEG)
• Influencia diretamente a solubilidade da nanoestrutura
• Interação física com a nanoestrutura
• Não influencia as propriedades químicas e eletrônica das nanoestruturas
Funcionalização não covalente
Associação de DNA com nanotubos de carbono
• Halogenação
– As reações de halogenação nos nanotubos de carbono podem
ocorrer com a formação direta de ligação entre o átomo de carbono e o átomo de halogênio, ou através da formação de um haleto de ácido.
Halogenação
Halogenação
• Nanotubos de carbono são estruturas muito estáveis;
• Pouca reatividade
• Poucos átomos podem interagir com a parede
Funcionalização covalente
• Associação química com as nanoestruturas
• Altera a solubilidade e as propriedades eletrônicas e químicas da nanoestrutura
Funcionalização covalente
• Quimissorção
– Oxidação
– Carbaminação
Funcionalização covalente
Principais rotas químicas
utilizadas na funcionalização
covalente de nanotubos de
carbono.
Quimissorção - Oxidação
• Oxidação (Carboxilação)
Inicialmente foi feita pela mistura de H2SO4 e HNO3 (3:1) concentrados
Representação esquemática da carboxilação de nanotubos de carbono.
Quimissorção - Oxidação
Rota química usada
para anexar grupos
COOH em nanotubos
de carbono e
subseqüentemente
converter em outros
radicais desejados,
como o CO-NH2
Quimissorção - Oxidação
Quimissorção - Oxidação
Quimissorção - Oxidação
Quimissorção - Oxidação
Maior biocompatibilidade/hidrofilicidade
Pré - funcionalização Pós - funcionalização
Quimissorção - Oxidação
Ligação dos nanotubos à lectina
Quimissorção - Oxidação
Ligação dos nanotubos-lectina à
celulas MCF-7
Quimissorção - Oxidação
Quimissorção - Oxidação
Interação entre pDNA e MWCNTs
Citotoxicidade Nanotubos funcionalizados
Figura 9. (a)-(f) Imagem
de microscopia eletrônica
de transmissão de
nanotubos de carbono
recobertos com Ti, Ni, Pd,
Au, Al e Fe. As figuras (g)
e (h) correspondem a
estruturas otimizadas
através de simulações
para clusters de Fe e Mn,
respectivamente
Quimissorção - Metais
TEM image of ferritina-CNx MWNT conjugados
Funcionalização com proteínas
Funcionalização com proteínas
