00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IF - INSTITUTO DE FÍSICA Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IF
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Tipo: Tese
Título: Investigação das propriedades fotoluminescentes de pontos quânticos de carbono : aplicações como sensores físico-químicos, atividade antimicrobiana e bioimageamento
Autor(es): Santos Júnior, Walter Muniz dos
Primeiro Orientador: Oliveira, Ítalo Nunes de
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Landell, Melissa Fontes
metadata.dc.contributor.referee1: Dornelas, Camila Braga
metadata.dc.contributor.referee2: Pereira, Maria Socorro Seixas
metadata.dc.contributor.referee3: Alencar, Adriano Mesquita
metadata.dc.contributor.referee4: Silva, Emerson Rodrigo da
Resumo: Pontos quânticos de carbono (PQCs) é um termo geral usado para designar nanopar#tículas carbônicas zero-dimensionais com uma estrutura núcleo-casca rica em domínios π-conjugados e grupos funcionais na superfície. Suas notáveis propriedades ópticas as tornam apropriadas para diversas aplicações, tais como nanossensores, biomarcadores e agentes antimicrobianos. Nesta pesquisa, utilizamos dois PQCs, CD-MR, derivado do azo corante Vermelho de Metila, e CD-ANS derivado do ácido 5-amino-2-naftalenossulfônico(CD-5ANS2). As características ópticas do CD-MR foram exploradas na microbiologia, tornado-os potenciais agentes antimicrobianos e fotossensibilizadores para a Terapia Foto#dinâmica Antimicrobiana (TFA). O surgimento de microrganismos patogênicos resistentes a medicamentos tornou-se uma preocupação de saúde pública, com demanda por estraté#gias para suprimir a sua proliferação nas unidades de saúde. A possibilidade de utilizar o CD-MR para gerar espécies reativas de oxigênio (ROS) foi analisada e foi verificada uma alta eficiência quântica de geração de oxigênio singleto. Além disso, a atividade antimicrobiana do CD-MR foi analisada contra os microrganismos patogênicos Staphylo coccus aureus, Escherichia coli, Candida albicans e Cryptococcus neoformans. Os testes de Kirby-Bauer mostram que o CD-MR possui atividade antimicrobiana apenas após fotoexcitação a 532 nm. Os efeitos térmicos e de pH na fotoluminescência do CD-ANS foram investigados, bem como sua sensibilidade à dopagem com íons metálicos, metanol e o defensor agrícola Metomil. Os resultados indicam uma contribuição relevante de um mecanismo termicamente ativado para a #uorescência do CD-5ANS2. A sensibilidade à variação no pH, aos íon metálicos, ao metanol e ao pesticida foi medida e a variação na fotoluminescência está provavelmente ligada aos estados da superfície da nanopartícula. O efeito de dopagem do CD-ANS com nitrogênio e enxofre foi veri#cado e constatamos que a adição desses heteroátomos afeta as propriedades ópticas do CD-ANS sem causar grandes modificações na sua estrutura. Por último, os dois PQCs aqui estudados tam#bém demonstraram potencial no uso como biomarcadores, conseguindo penetrar a parede celular das leveduras Candida albicans e Cryptococcus neoformans e exibindo excelente fotoluminescência no ambiente intracelular.
Abstract: Carbon quantum dots (CQDs) is a general term used to refer to zero-dimensional carbon nanoparticles with a core-shell structure rich in π-conjugated domains and functional groups on the surface. Their remarkable optical properties make them suitable for various applications, such as nanosensors, biomarkers, and antimicrobial agents. In this research, we utilized two CQDs: CD-MR, derived from the azo dye Methyl Red, and CD-ANS, derived from 5-amino-2-naphthalenesulfonic acid (CD-5ANS2). The optical characteris#tics of CD-MR were explored in microbiology, making it a potential antimicrobial agent and photosensitizer for Antimicrobial Photodynamic Therapy (aPDT). The emergence of drug-resistant pathogenic microorganisms has become a public health concern, creating a demand for strategies to suppress their proliferation in healthcare facilities. The possibility of using CD-MR to generate reactive oxygen species (ROS) was analyzed, and a high quantum eficiency for singlet oxygen generation was observed. Additionally, the antimicrobial activity of CD-MR was assessed against the pathogenic microorganisms Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Candida albicans, and Cryptococcus neoformans. Kirby-Bauer tests showed that CD-MR exhibits antimicrobial activity only after photo excitation at 532 nm. The thermal and pH e#ects on the photoluminescence of CD-ANS were investigated, as well as its sensitivity to doping with metal ions, methanol, and the agricultural pesticide Methomyl. The results indicate a significant contribution of a thermally activated mechanism to the fluorescence of CD-5ANS2. Sensitivity to variations in pH, metal ions, methanol, and the pesticide was measured, and the variation in photoluminescence is likely related to the surface states of the nanoparticle. The doping e#ect of CD-ANS with nitrogen and sulfur was verified, revealing that the addition of these heteroatoms afects the optical properties of CD-ANS without causing significant structural modifications. Finally, both CQDs studied here also demonstrated potential as biomarkers, successfully penetrating the cell wall of the yeasts Candida albicans and Cryptococcus neoformans and exhibiting excellent photoluminescence in the intracellular environment.
Palavras-chave: Nanopartículas
Sensores físico-químicos
Agentes antimicrobianos.
Nanoparticle
Sensor
Antimicrobial agent
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Física
Citação: SANTOS JÚNIOR, Walter Muniz dos. Investigação das propriedades fotoluminescentes de pontos quânticos de carbono : aplicações como sensores físico-químicos, atividade antimicrobiana e bioimageamento. 2026. 175 f. Tese (doutorado em Física) – Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2025.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/17840
Data do documento: 26-fev-2025
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