Benzotiadiazola em sistemas fluorescentes moleculares e nanométricos aplicados em bioimageamento

Abstract

O presente trabalho apresenta, na primeira parte, a síntese, caracterização e aplicação no imageamento celular de um quantum dot de carbono (C-Dots) obtido da carbonização de estrume de vaca e posterior passivação com o núcleo 2,1,3-benzotiadiazola e etilenodiamina. O material nanométrico obtido apresentou excelente fotoestabilidade, comportamento de dependência de emissão em relação ao comprimento de excitação, conversão descendente e ascendente de luz, uma faixa de pH de trabalho ampla (3 a 9) e seletividade de marcação para o nucléolo celular nos experimentos de imageamento. É importante destacar que a marcação seletiva ocorreu apenas após 30 minutos de incubação, o que significa que a utilização do núcleo BTD como agente passivador das nanopartículas retardou seu processo de internalização pelo nucléolo. Na segunda parte, uma sonda lipofílica derivada do núcleo BTD foi projetada, sintetizada e aplicada como uma sonda fluorescente com seletividade para lipídeos localizados no ambiente celular. Os resultados dos experimentos de imageamento mostraram que a nova estrutura desenvolvida nesse trabalho marca as gotículas lipídicas de maneira mais seletiva e eficiente que o marcador comumente utilizado BODIPY disponível comercialmente. O corante foi testado em um modelo complexo (C. elegans), ou seja, um organismo multicelular e também apresentou seletividade na marcação das gotículas lipídicas presentes no corpo do verme, o que não é possível usando os marcadores lipídicos disponíveis comercialmente. A nova estrutura foi então aplicada em um procedimento cirúrgico para corar células de adipócitos e o novo corante foi capaz de diferenciar animais normais dos alimentados com alto teor de gordura. Em outro procedimento cirúrgico, células de hepatócitos foram usadas e elas puderam ser acompanhadas no fluxo sanguíneo do animal vivo usando a estrutura projetada em um procedimento multistaining juntamente com um marcador de núcleo comercial (Hoechst 33342). Na terceira parte, um projeto avançado de prática experimental a nível de graduação é apresentado. Neste capítulo é discutido o uso de reações multicomponentes (MCR) para o entendimento de conceitos e mecanismos da química verde. A reação de quatro componentes para obter 6-amino-3-metil-4-fenil-2,4-dihidropirano[2,3-c]pirazole-5-carbonitrile sob condições não catalisadas, básicas e ácidas é apresentada assim como sua caracterização por ponto de fusão, IFTR, 1H, 13C, HSQC e HMBC. Os alunos são convidados a comparar os resultados, analisar as vantagens e limitações do uso dessas diferentes condições e a examinar a literatura científica. A MCR permite incorporar um núcleo BTD no ao esqueleto da molécula sintetizada e aplicação futura em estudos de bioimageamento celular e observação da localização desta classe de heterocíclicos no ambiente celular.