Avaliação e caracterização de C-DOTS com oleos essenciais de cravo, citronela e laranja para aplicações biologicas – um estudo com larvas de Zophobas morio

Abstract

Visando a utilização de produtos que permitam uma sustentabilidade econômica, ambiental e com baixa agressão para aplicação em humanos, utilizamos a nanotecnologia com carbon dots associada aos óleos essenciais, os quais possuem diversas aplicações biológicas e propriedades microbiológicas e antioxidantes. Assim, o objetivo principal deste trabalho foi funcionalizar nanopartículas de carbon dots (DOTS) com óleos essenciais de: citronela (Cymbopogon winterianus)-(DCIT), cravo da índia (Eugenia caryophyllus)-(DCRA), e laranja (Citrus sinensis)-(DLAR) para aplicação em produtos nanoestruturados de baixo custo, que promovam uma maior solubilidade, melhor estabilidade molecular e menor toxicidade, em relação aos produtos já existentes no mercado. Antes da funcionalização dos DOTS, foi determinado o grau de pureza de cada óleo utilizado no trabalho por análise de Cromatografia gasosa acoplada por espectrometria de massas (CG-EM). Após a obtenção das nanopartículas funcionalizadas, todas as formulações foram submetidas a técnicas de caracterizações físico-químicas com os ensaios de termogravimetria (TG), espectroscopia por UV-Vis, infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e por RAMAN, assim como a microscopia de transmissão (MET) para a avaliação do tamanho, teste de estabilidade pela avaliação da variação do pH, bem como a presença de antioxidantes por técnica de ressonância paramagnética eletrônica (EPR). Como modelo para os testes in vivo foi utilizado larvas de Zophobas morio (Tenebrio Gigante) e avaliado a toxicidade em 24 e 48h após administração, e alguns parâmetros de marcadores antioxidantes como Nitrito, Mieloperoxidase (MPO) e Glutationa Reduzida (GSH) e Melanização como parâmetro indicativo de toxicidade. Os óleos apresentaram um grau de pureza superior a 85%. Para os compostos majoritários dos óleos de cravo da índia as moléculas de eugenol com 85% de pureza e β-cariofileno 11%. O óleo de laranja representado pelo limoneno apresentou 97% de grau de pureza. Para o óleo de citronela as três moléculas mais representativas com seu grau de pureza respectivamente são o citronelal 41%, geraniol 23% e citronelol 8,6%. Dados das análises de RAMAN mostraram que os DOTS em temperatura ambiente apresentaram um aumento no teor de defeitos estruturais com o decorrer do tempo, provavelmente devido a processos oxidativos induzidos pelo oxigênio do meio; por outro lado a presença do óleo na superfície dos DOTS promoveu uma estabilidade nas ligações com os óleos em temperatura ambiente, para DCRA foi sugestivo de uma estabilidade de seis meses e as demais formulações DLAR e DCIT de aproximadamente doze meses. Nos ensaios de FTIR os espectros de absorção exibiram uma forte banda em ~1450 cm-1 , associada com modos de estiramento simétrico da carboxila. Modos vibracionais e C=O) podem ser encontrados em 1670 e 1715 cm-1 , respectivamente, deslocamento para maiores energias assim como o aumento das intensidades dos modos associados aos grupos oxigenados indicando mais uma vez a oxidação da superfície dos DOTS, corroborando com os resultados do RAMAN. No UV-Vis, os espectros de absorção dos DOTS, DLAR e DCIT, apresentaram uma banda de absorção típica em 337 nm, atribuída a transição n–π* (ligações C=O) e um ombro em torno de 240 nm, atribuído a transição π-π* (C=C ligações com hibridização sp2), diferentemente no DCRA não foi observado o ombro em torno de 238 nm, atribuído as transições π-π*, e sim apresentou um pico atípico, em 279 nm . Para a determinação das capacidades antioxidantes por meio do EPR foi encontrado que apenas a formulação DCRA apresentou uma potencial capacidade antioxidante, enquanto os DOTS, DLAR e DCIT, com o comportamento semelhante, apresentaram em média um decaimento de 100 para 60% no consumo de DPPH, mostrando um grau de eficácia inferior. Não foi observado morte in vivo após 48h de administração das formulações, e a produção de radicais livres e antioxidantes associados a Nitrito, GDH e MPO foram dependentes das concentrações das formulações. Para a detecção do Nitrito apenas duas formulações apresentaram alterações; o DCRA nas concentrações de 25 e 100 mg/g de animal e o DCIT em 25 e 50 mg/g. Alterações nos valores de GSH foi observado nas formulações DCRA em 25 mg/g, DOTS em 50 e 100mg/g e DLAR em 50mg/g. Os níveis da MPO se mostraram alterados em todas as concentrações de DOTS e DCIT testada, e para formulação do DCRA apenas em 50mg/g de animal. A melanização apresentou alterações apenas à formulação DCRA nas concentrações de 50 e 25 mg/g de animal. Assim, podemos concluir que a funcionalização dos DOTS com os óleos essenciais usados neste estudo se mostrou eficaz, podendo reduzir a toxicidade e aumentar a capacidade antioxidante dos mesmos para potenciais aplicações em produtos biocompatíveis.