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Title: Análise reaxométrica para compostos de coordenação contendo íons paramagnéticos em solução
Other Titles: Análisis reaxométrico para compuestos de coordinación que contienen iones paramagnéticos en solución
Advisor(s): Colnago, Luiz Alberto
OCDE field: https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.04.07
Issue Date: 2017
Institution: Universidade de São Paulo
Abstract: Neste trabalho analisou-se por ressonância magnética nuclear em baixa (RMN-BR) e em alta resolução (RMN-AR), compostos de coordenação contendo íons paramagnéticos em solução. Demonstrou-se que estas são importantes ferramentas para o estudo destas espécies em meio aquoso, visando aplicações tanto em química analítica quanto em química inorgânica e bioinorgânica. Os estudos iniciais foram realizados com o ligante EDTA (Y⁴⁻), clássico agente quelante, e seus complexos com os íons Cu²⁺, Fe³⁺ e Mn²⁺. Os resultados demonstraram que a RMN-BR (20 MHz para o ¹H) torna-se uma eficiente alternativa à espectrofotometria, principalmente para o estudo de complexos que não absorvem radiação no visível, como por exemplo, o quelato [Mn-Y]²⁻. A relaxometria por RMN-BR também foi usada para estudar soluções de quitosana (Chi) e seus complexos com os mesmos íons paramagnéticos previamente abordados para o EDTA. Os resultados demonstraram a eficiência da relaxometria tanto para os estudos de agregação polimérica em função do pH quanto para os estudos de complexação. Foram também abordados complexos de sorbitol com íons Cu²⁺ tanto por relaxometria quanto por RMN-AR (600 MHz para o ¹H). Neste caso, os resultados apresentaram uma alta complementariedade, permitindo inferir tanto acerca da troca de ligantes em solução e do pH ótimo para a complexação, quanto do surgimento de espécies macromoleculares com baixos coeficientes de autodifusão (D ≈ 1,58 x10⁻¹⁰ mm².s⁻¹) em meio alcalino (pH ≈ 12). Além do mais, foram avaliados novos complexos de Gd³⁺ com relevância biológica (agentes de contrastes), derivados do ligante AAZTA (6-amino-6-metilperhidro-1,4-diazepina). Os resultados demonstraram que as relaxividades paramagnéticas (r₁ₚ ) foram de 7,44 mM⁻¹.s⁻¹ e 9,41 mM⁻¹.s⁻¹ para os derivados funcionalizados lateralmente com os ácidos propanoico e pentanoico, respectivamente, em comparação ao ligante precursor, 7,10 mM⁻¹ .s⁻¹ . Os estudos relaxométricos in vitro mostraram que estes novos derivados são menos susceptíveis à transmetalação com íons endógenos (Zn²⁺ e Ca²⁺), quando comparado ao AAZTA, possibilitando projetar o seu uso como agentes de contraste em tomografia por ressonância magnética (MRI). Aplicações relaxométricas in vivo foram realizadas utilizando o derivado contendo o ácido pentanoico conjugado ao peptídeo FibPep, apto a se ligar à proteína fibrina (presente em células tumorais). Os resultados demonstraram uma alta habilidade deste complexo para o assinalamento precoce e inequívoco do câncer de próstata (linhagem tumoral PC-3) em camundongos.

En este trabajo se analizaron compuestos de coordinación que contienen iones paramagnéticos en solución mediante resonancia magnética nuclear de baja resolución (BR-NMR) y alta resolución (AR-NMR). Se ha demostrado que se trata de herramientas importantes para el estudio de estas especies en ambientes acuosos, con el objetivo de aplicaciones tanto en química analítica como en química inorgánica y bioinorgánica. Los estudios iniciales se llevaron a cabo con el ligando EDTA (Y⁴⁻), un agente quelante clásico, y sus complejos con los iones Cu²⁺, Fe³⁺ y Mn²⁺. Los resultados demostraron que la RMN-BR (20 MHz para ¹H) se convierte en una alternativa eficiente a la espectrofotometría. principalmente para el estudio de complejos que no absorben la radiación visible, como el quelato [Mn-Y]²⁻. La relaxometría BR-NMR también se utilizó para estudiar soluciones de quitosano (Chi) y sus complejos con los mismos iones paramagnéticos discutidos previamente para EDTA. Los resultados demostraron la eficiencia de la relaxometría tanto para estudios de agregación de polímeros en función del pH como para estudios de complejación. Los complejos de sorbitol con iones Cu²⁺ también se abordaron mediante relaxometría y RMN-AR (600 MHz para ¹H). En este caso, los resultados mostraron una alta complementariedad, permitiéndonos inferir tanto sobre el intercambio de ligandos en solución como sobre el pH óptimo para la complejación, así como la aparición de especies macromoleculares con bajos coeficientes de autodifusión (D ≈ 1,58 x10⁻¹⁰ mm².s⁻¹) en medio alcalino. (pH ≈ 12). Además, se evaluaron nuevos complejos de Gd³⁺ con relevancia biológica (agentes de contraste), derivados del ligando AAZTA (6-amino-6-metilperhidro-1,4-diazepina). Los resultados demostraron que las relaxividades paramagnéticas (r₁ₚ) fueron 7,44 mM⁻¹.s⁻¹ y 9,41 mM⁻¹.s⁻¹ para los derivados funcionalizados lateralmente con ácidos propanoico y pentanoico, respectivamente, en comparación con el ligando precursor, 7,10 mM⁻¹.s⁻¹ . Estudios relaxométricos in vitro demostraron que estos nuevos derivados son menos susceptibles a la transmetalación con iones endógenos (Zn²⁺ y Ca²⁺), en comparación con AAZTA, lo que permite diseñar su uso como agentes de contraste en tomografía por resonancia magnética (MRI). Se llevaron a cabo aplicaciones relaxométricas in vivo utilizando el derivado que contiene ácido pentanoico conjugado con el péptido FibPep, capaz de unirse a la proteína fibrina (presente en las células tumorales). Los resultados demostraron una alta capacidad de este complejo para la identificación temprana e inequívoca del cáncer de próstata (línea celular tumoral PC-3) en ratones.
DOI identifier: https://doi.org/10.11606/T.75.2018.tde-22052018-093716
Discipline: Química. Área de concentración: Química Analítica e Inorgánica
Grade or title grantor: Universidade de São Paulo. Instituto de Química de São Carlos
Grade or title: Doctor en Ciencias
Juror: Colnago, Luiz Alberto; Campana Filho, Sergio Paulo; Benedito Garrido de Assis, Odilio; Carlos, Rose Maria; Venâncio, Tiago
Register date: 6-Jun-2024

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