SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS DE PRATA EM FLUXO CONTÍNUO COMO FONTE DE SUBSTRATOS PARA ANÁLISE SERS (SURFACE ENHANCED RAMAN SCATTERING)

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1 SÍNTESE DE NANOPARTÍCULAS DE PRATA EM FLUXO CONTÍNUO COMO FONTE DE SUBSTRATOS PARA ANÁLISE SERS (SURFACE ENHANCED RAMAN SCATTERING) Introdução Aluna: Juliana Martins da Silva Pinheiro Orientador: Omar Pandoli As nanopartículas de prata (NPs-Ag) têm sido de extrema importância nos últimos anos. Elas possuem propriedades físicas, químicas e biológicas únicas, quando comparadas com o metal em escala macroscópica, e têm sido utilizadas em diversas aplicações na área da medicina, eletrônica, ciência dos materiais, entre outras [1]. Uma das características principais que confere às nanopartículas de prata tantas aplicações tecnológicas é o efeito SPR (Surface Plasmons Ressonance). A Ressonância plasmônica de superfície (do inglês SPR) tem origem nos elétrons da superfície do metal em escala nanométrica que começam a oscilar na presença do campo elétrico da radiação eletromagnética da luz. O efeito SPR é observado quando a frequência da oscilação desses elétrons entra em ressonância com a frequência da radiação eletromagnética da luz incidente. A frequência de ressonância se encontra diretamente ligada à forma, tamanho, organização das nanopartículas e índice de refração do meio, de modo que para nanopartículas de mesma natureza é possível observar frequências de ressonância diferentes através da variação destas propriedades [2]. Através da espectroscopia UV-Vis é possível analisar as nanopartículas em solução. O espectro resultante apresenta bandas de absorção características das nanopartículas, que representam a superposição das frequências de SPR das partículas examinadas. Para nanopartículas de prata, a ressonância ocorre na região da luz visível, o que faz com que apresentem coloração característica. Para NPs-Ag esféricas com diâmetro entre nm o espectro apresenta uma banda de absorção em torno de 400 nm, sendo a solução amarelada. Já NPs-Ag esféricas com diâmetros maiores, entre 30 e 100 nm, podem ter coloração laranja, verde até violeta. No estado macro e microparticulado a prata apresenta coloração de cinza a preta. Para outras formas de nanopartículas de prata tem se as seguintes bandas de absorção: Figura 1: Espectro UV-Vis de NPs-Ag nos formatos: cubo (cube), cubo truncado (TC), octaedro (CO), icosaedro (IH) e esfera (sphere).

2 A síntese de NPs-Ag pode ser feita de diversas maneiras, tais como através de métodos eletroquímicos, decomposição térmica, ablação a laser, irradiação por microondas, processos de micelas reversas, sendo as principais baseadas na redução química de sais de prata em meio aquoso [3] [4]. A redução química, para a síntese de NPs-Ag, pode ser feita a partir do nitrato de prata (AgNO 3 ) com a utilização do boroidreto de sódio (NaBH 4 ) como agente redutor. Por serem muito reativas e instáveis, as nanopartículas precisam ser estabilizadas para que não se agreguem. Isso pode ser feito através de uma estabilização eletrostática, na qual espécies carregadas, como cátions e ânions, se adsorvem à superfície das nanopatículas dotando as de carga e dificultando a agregação por repulsão coulombiana [5]. De outro modo pode se estabilizar as nanopartículas através de templates orgânicos capazes de complexar o íon Ag + e influenciar o processo de redução da prata metálica até estabilizar as nanopartículas determinando uma camada orgânica ao redor da superfície metálica. No caso da síntese por redução química, a estabilização eletrostática pode ser feita através da adição de excesso de NaBH 4, após a redução da prata ele fica adsorvido na superfície das nanopartículas, dotando-as de cargas negativas dificultando a agregação por repulsão coulombiana. Já para a estabilização através de templates orgânicos podem ser utilizados como ligantes o tartarato de sódio e potássio, citrato de sódio, entre outros. A síntese das NPs-Ag pode ser feita através do método tradicional em batelada ou em fluxo contínuo com o uso da tecnologia dos reatores microfluídicos (microrreatores). O uso da tecnologia dos microrreatores apresenta vantagens em relação ao método tradicional em batelada, visto que através dela é possível um maior controle sobre a temperatura da reação (a proximidade do centro com as paredes do microrreator garante maior homogeneidade térmica), da estequiometria e da cinética da reação, é possível uma mistura mais eficiente dos reagentes, a realização das reações de maneira mais segura (pois a quantidade de reação que ocorre em qualquer ponto do microrreator é minimizada) e mais rápida. Além disso, a tecnologia dos microrreatores permite uma análise rápida, otimização e escalonamento das reações químicas, sendo possível variar a velocidade de fluxo, o tempo de reação, razão molar entre as espécies, a temperatura e a pressão do sistema reacional [6]. Figura 2: Esquema simples de um microrreator, no qual em A e B entram os reagentes e em C sai a mistura reacional.

3 Aproveitando as propriedades únicas das nanopartículas, vem se empregando-as cada vez mais na identificação de analitos específicos em diversas áreas. As interações podem ser analisadas tanto com as nanopartículas em solução quanto em monocamada sobre superfícies tais como o vidro. Pode se observar essas interações através do efeito SPR, com uso da espectroscopia de UV-Vis, de modo que a interação das nanopartículas com o analito resulte em uma modificação da banda de absorção característica da nanopartícula (podendo haver a diminuição ou aumento da intensidade da banda - efeitos hipocrômico e hipercrômico- ou o deslocamento dos comprimentos de onda máximos efeitos batocrômico e hipsocrômico) ou ainda através de análise SERS (Surface Enhanced Raman Scattering), técnica sensitiva de superfície que resulta na ampliação da dispersão Raman por absorção de moléculas sobre superfícies. O fator de amplificação pode ser da ordem de , o que permite que a técnica seja suficientemente sensível para detectar moléculas isoladas [7]. Objetivos Sintetizar nanopartículas de prata em fluxo contínuo através da utilização de microrreatores e com auxilio de templates orgânicos. Fazer a caracterização das nanopartículas em solução através da técnica da espectroscopia de UV-Vis. Estudar as interações entre as nanopartículas em solução e um analito através da técnica da espectroscopia de UV-Vis. Criar e caracterizar filmes de nanopartículas de prata sobre vidro e testar o potencial dos filmes criados como substrato para análise SERS de determinadas substâncias quimicamente ligadas ou fisicamente adsorvidas sob a superfície metálica das nanopartículas. Metodologia Síntese de nanopartículas de prata em fluxo contínuo e caracterização. A síntese das nanopartículas de prata foi feita a partir da redução do AgNO 3 com NaBH 4, sendo utilizado como template orgânico, a fim da estabilização da nanopartícula, o tartarato de sódio e potássio. Foram preparadas soluções de AgNO 3, NaBH 4 e tartarato de sódio e potássio com concentração de 10-3 mol L -1. Utilizou-se a síntese em fluxo com o uso da tecnologia dos reatores microfluídicos. Na síntese em fluxo, duas seringas de vidro foram preenchidas uma com solução de AgNO 3 e outra com solução de Ligante (tartarato de Na e K) e colocadas nas bombas seringa da Future Chemistry onde se encontraram ligadas por tubulações ao microrreator. No microrreator ocorre a formação do complexo prata-ligante. No recipiente de coleta, onde encontra-se o NaBH 4, ocorre a redução da prata sobre agitação constante. A proporção equivalente entre prata e o ligante é determinada pela velocidade parcial de cada reagente no sistema reacional microfluídico. A proporção AgNO 3 /Ligante/NaBH 4 utilizada foi de 1:1:1,5. Para verificar a reprodutibilidade da síntese estudou-se as seguintes variáveis do procedimento: volume final da solução (14 ml e 28 ml) e velocidade do fluxo (0,25 ml/mim e 0,5 ml/min). Através da utilização de dois microrreatores de marcas diferentes (Future Chemistry e Micronit) foi avaliada também a influência do microrreator na síntese. Para a caracterização das nanopartículas sintetizadas utilizou-se a técnica da espectroscopia de UV-Vis.

4 Estudo da interação entre nanopartículas de prata e analitos (fármacos aminoglicosídeos) Preparou-se soluções com a mesma quantidade de NPs-Ag (1 ml) diluída e diferentes quantidade de fármaco e água ultrapura de forma a se obter sempre 2 ml de solução final e diferentes concentrações de fármaco. Para melhor interação fármaco - NPs-Ag primeiramente misturou-se NPs-Ag com fármaco e agitou-se o frasco, e só depois foi adicionada a água. Avaliou-se então se houve deslocamento das bandas (efeitos hipsocrômico ou batocrômico) ou variação da intensidade (efeitos hipocrômico e hipercrômico) de acordo com a mudança da concentração do fármaco. Foi observado também o limite de detecção do fármaco pela técnica. A interação dos analitos com as nanopatículas em solução foi estudada através da técnica de espectroscopia UV-Vis. Criação de filme de nanopartículas de prata sobre vidro A criação de filmes foi feita com base em quatro procedimentos realizados nos vidros: limpeza, ativação do grupo OH (podendo esta já fazer parte da limpeza ou não), silanização e imersão em solução coloidal de Nps-Ag. Na limpeza são eliminados os resíduos que poderiam prejudicar a formação do filme. A ativação do grupo OH é feita para que se possa ligar o (3-mercaptopropil)trimetoxisilano (MPTS) ao vidro. A ligação do MPTS ao vidro (silanização) permite uma ligação química da nanopartícula ao vidro através de uma ponte S-Ag. Figura 3: procedimento de criação de filme de NPs-Ag A fim de se obter uma otimização da formação de filmes foi feito um estudo de diferentes métodos de limpeza, baseando-se em métodos presentes na literatura [8], no qual também foram comparados métodos que empregam diferentes ácidos com a técnica de plasma de oxigênio para a hidroxilação, e um estudo do procedimento da silanização, no qual foram comparados os efeitos de diferentes tempos de imersão dos vidros na solução de MPTS (2h e 4h) e da variação da concentração (2,5% e 5% em tolueno) de MPTS.

5 Estudo de diferentes métodos de limpeza e comparação de procedimentos de hidroxilação Para todos os métodos, o procedimento da silanização foi realizado através da imersão dos vidros pós limpeza em uma solução de MPTS 5% durante 4 horas em banho maria a 40 ºC. Após a imersão na solução de MPTS, os vidros foram enxaguados em tolueno, depois em uma solução 1:1 de tolueno e etanol e finalmente em etanol, passando depois por um processo de secagem com nitrogênio. Método 1 Os vidros foram limpos com sabão com auxílio de um pano de superfície macia. O sabão foi retirado com água destilada e logo água ultrapura. Em seguida, os vidros foram colocados em uma cuba com água ultrapura que foi colocada no ultrassom por 10 min. Após, a água foi trocada e a cuba colocada novamente no ultrassom por 10 min. A seguir, os vidros foram colocados em uma cuba com uma solução de Metanol-HCl na proporção de 1:1 que foi colocada no ultrassom por 30 min. Os vidros foram enxaguados com água ultrapura e colocados em uma cuba com água ultrapura que foi deixada no ultrassom por 5 min. Por último, os vidros foram mergulhados em etanol e em seguida secados com nitrogênio. Neste método, a abertura do grupo OH já ocorre com o banho dos vidros na solução de Metanol-HCl na proporção de 1:1. Como tentativa de verificar uma melhor abertura do grupo OH, alguns vidros foram expostos ao plasma de oxigênio durante 2 min através da utilização do Plasma Cleaner. Após a abertura do grupo OH foi realizada a silanização. Imediatamente após, alguns vidros foram colocados em uma cuba com NPs-Ag com ph ajustado para 8 (com objetivo de favorecer a liberação de H + com maior deposição da prata) através da adição de 5 gotas de NaOH 0,1 M e outros vidros foram colocados em uma cuba com NPs-Ag sem controle de ph. Os vidros permaneceram imersos em NPs-Ag durante uma noite. Método 2 Os vidros foram limpos com sabão com auxílio de um pano de superfície macia. O sabão foi retirado com água destilada e logo água ultrapura. Em seguida, os vidros foram colocados em uma cuba com água ultrapura que foi colocada no ultrassom por 10 min. Após, a água foi trocada e a cuba colocada novamente no ultrassom por 10 min. A seguir, os vidros foram colocados em uma cuba com uma solução de Metanol-HCl na proporção de 1:1 que foi colocada no ultrassom por 30 min. Os vidros foram enxaguados com água ultrapura e em seguida secados com N 2. Após, os vidros foram colocados em uma cuba com H 2 SO 4 conc. que foi colocada no ultrassom por 30 min. Os vidros foram enxaguados com água ultrapura para eliminar o excesso de H 2 SO 4 e colocados em uma cuba com água ultrapura que foi colocada no ultrassom por 5 min. Por último, os vidros foram mergulhados em etanol e em seguida secados com nitrogênio. Neste método, a abertura do grupo OH já ocorre com o banho dos vidros nas soluções de Metanol-HCl na proporção de 1:1 e H 2 SO 4 conc.. Como tentativa de verificar uma melhor

6 abertura do grupo OH, alguns vidros foram expostos ao plasma de oxigênio durante 2 min através da utilização do Plasma Cleaner. Após a abertura do grupo OH foi realizada a silanização. Imediatamente após, os vidros foram colocados em uma cuba com NPs-Ag (com ph 5), onde permaneceram durante uma noite. Método 3 Os vidros foram limpos com sabão com auxílio de um pano de superfície macia. O sabão foi retirado com água destilada e logo água ultrapura. Em seguida, os vidros foram colocados em uma cuba com água ultrapura que foi colocada no ultrassom por 10 min. Após, a água foi trocada e a cuba colocada novamente no ultrassom por 10 min. A seguir, os vidros foram colocados em uma cuba com solução piranha H 2 SO 4 em H 2 O 2 (30%) na proporção de 3:1em banho maria a 70 ºC por 45 minutos. Os vidros foram bem enxaguados com água ultrapura, sendo, após, mergulhados em etanol e secados com nitrogênio. Neste método, a abertura do grupo OH já ocorre com o banho dos vidros na solução piranha. Após a abertura do grupo OH foi realizada a silanização. Imediatamente após, os vidros foram colocados em uma cuba com NPs-Ag (com ph 5), onde permaneceram durante uma noite. A eficácia dos métodos foi verificada através da verificação da intensidade das bandas características das nanopartículas de prata do espectro de UV-Vis. Estudo do procedimento da silanização Para este estudo os vidros foram funcionalizados, de modo que o método de limpeza utilizado foi o método 2, com a hidroxilaçao já feita durante a limpeza. O procedimento da silanização teve como variáveis a serem analisadas o tempo da imersão dos vidros em solução de MPTS (2 ou 4 horas) e a concentração dessa solução (2,5 ou 5% de MPTS em tolueno). A silanização foi acompanhada através de medidas de ângulo de contato de uma gota de água sobre a superfície antes e após o procedimento (antes da silanização a superfície deve se encontrar com grupos OH ativados o que torna a superfície hidrofílica e faz com que o ângulo de contato seja baixo, já após a silanização como houve a adição de um composto não hidrofílico, a superfície se encontra não hidrofílica o que faz com que o ângulo de contato aumente consideravelmente) e através da verificação da intensidade das bandas características das nanopartículas de prata do espectro de UV-VIS.

7 Resultados e Discussão Síntese de nanopartículas de prata em fluxo contínuo e caracterização Usando microrreatores da Future Chemistry: Microrreator de 6 microlitros Figura 4: Espectro UV-Vis de todas as amostras. Observa-se que as bandas coincidem no que diz respeito ao comprimento de onda máximo, característico das nanopartículas de prata desejadas, e ao formato da curva, indicando que o tamanho e a dispersão das nanopartículas coincidem para essas amostras mesmo com volumes diferentes fluxados. A variação da absorbância pode estar relacionada a uma má diluição. Figura 5: Espectro UV-Vis das amostras sintetizadas sob fluxo de 0,50 ml/min.

8 Observa-se uma pequena diferença de comprimento de onda máximo, característico das nanopartículas de prata desejadas, para as amostras com diferentes volumes finais, indicando uma pequena diferença no tamanho das nanopartículas. O formato das curvas é bem parecido, o que indica uma dispersão parecida para as amostras. Figura 6: Espectro UV-Vis das amostras sintetizadas sob fluxo de 0,25 ml/min. Tabela 1: Dados da síntese usando microrreator da Future Chemistry. Amostra AgNO 3 ml Ligante ml NaBH 4 ml Fluxo ml/min Tempo min V total ml RPM R , R , R , R , R , R , Usando microrreatores da Micronit: Microrreator de 6 microlitros Figura 7: Espectro UV-Vis de todas as amostras.

9 Observa-se que as bandas coincidem no que diz respeito ao comprimento de onda máximo, característico das nanopartículas de prata desejadas, e ao formato da curva, indicando que o tamanho e a dispersão das nanopartículas coincidem para essas amostras mesmo com volumes diferentes fluxados. Figura 8: Espectros UV-Vis das amostras sintetizadas sob fluxo de 0,50 ml/min Observa-se uma pequena diferença de comprimento de onda máximo, porém sendo todos característicos das nanopatículas desejadas, para as amostras com diferentes volumes finais, indicando apenas uma pequena diferença no tamanho das nanopartículas. O formato das curvas é bem parecido, o que indica uma dispersão parecida para as amostras. Figura 9: Espectro UV-Vis das amostras sintetizadas sob fluxo de 0,25 ml/min. Amostra AgNO 3 ml Tabela 2: Dados da síntese usando microrreator da Micronit. Ligante NaBH 4 Fluxo Tempo ml ml ml/min min V total ml RPM R , R , R , R ,

10 Microrreator de 13 microlitros Ao fluxar água sob fluxo de 0,50 ml/min, percebeu-se que a pressão era grande suficiente para que as bombas não dessem continuidade ao processo. Logo, não seria possível reproduzir os testes utilizando o microrreator de 13 microlitros da Micronit. Estudo da interação entre nanopartículas de prata e analitos (fármacos aminoglicosídeos) Interação com Gentamicina: NPs-Ag diluídas em água 1:4 Amostra Volume NPs-Ag (ml) Tabela 3: Dados do teste de interação. Concentração Volume inicial do de água Fármaco (mol (ml) L -1 ) Volume de Fármaco (ml) Volume total (ml) Concentração final do Fármaco (mol L -1 ) , , x , , , , x 10-7 Figura 10: Espectro UV-Vis Tabela 4: Resultados do teste. Amostra Absorbância Comprimento de onda (nm) Concentração (mol L -1 ) 0 0, , , ,43 1 x , ,43 5 x , ,43 5 x , ,43 1 x , ,43 5 x 10-7

11 NPs-Ag diluídas em água 1:1 Amostra Volume NPs-Ag (ml) Tabela 5: Dados do teste de interação. Concentração Volume inicial do de água Fármaco (mol (ml) L -1 ) Volume de Fármaco (ml) Volume total (ml) Concentração final do Fármaco (mol L -1 ) , , x , , x , , x 10-7 Figura 11: Espectro UV-Vis Tabela 6: Resultados do teste. Amostra Absorbância Comprimento de onda (nm) Concentração do Fármaco (mol L -1 ) 0 0, , , ,71 1 x , ,71 5 x , ,71 1 x , ,71 5 x , ,71 1 x , ,71 5 x 10-7 Para ambas as diluições observou-se um aumento gradativo da absorbância com o aumento da concentração do fármaco (efeito hipercrômico), havendo, porém, um limite para esse aumento. A partir da concentração de 10-7 mol L -1 observa-se o fenômeno de agregação que leva a diminuição de intensidade da banda característica da nanopartícula de prata.

12 Criação de filme de nanopartículas de prata sobre vidro Estudo de diferentes métodos de limpeza e comparação de procedimentos de hidroxilação. Método 1 Para esse método tinha-se como variáveis a serem analisadas a exposição ou não dos vidros ao plasma e o ph da solução de NPs-Ag. Tabela 7: Dados e resultados do método. Vidro Solução NPs-Ag Exposição ao Plasma Comprimento de onda máximo (nm) Absorvância 1 ph controlado (8) SIM ph controlado (8) SIM ph controlado (8) NÃO 395,0 0,061 4 ph controlado (8) NÃO 383,5 0,030 5 ph não controlado SIM 403,5 0,135 6 ph não controlado SIM 402,5 0,093 7 ph não controlado NÃO 403,5 0,148 8 ph não controlado NÃO 403,5 0,152 Após duas horas do inicio da imersão dos vidros em NPs-Ag os vidros cujo ph não foi controlado já apresentavam filme. Após uma noite de imersão em NPs-Ag, dos vidros cujo ph foi controlado apenas os que não foram expostos ao plasma apresentaram filme, porém extremamente fraco. Já dos vidros cujo ph não foi controlado todos apresentaram formação de filme, de modo os vidros que não foram expostos ao plasma apresentaram coloração um pouco mais intensa. Figura 12: Vidros que foram imersos em solução NPs-Ag sem controle de ph. À esquerda os que foram expostos ao plasma, e à direita os que não foram expostos.

13 Método 2 Para esse método tinha-se como variável a ser analisada a exposição ou não dos vidros ao plasma. Tabela 8: Dados e resultados do método. Vidro Exposição ao Comprimento Absorvância Plasma de onda máximo (nm) 1 SIM 400,0 0,146 2 SIM 401,2 0,165 3 SIM 406,5 0,191 4 NÃO 400,5 0,192 5 NÃO 400,5 0,191 6 NÃO 400,5 0,202 7 NÃO 403,5 0,193 8 NÃO 401,5 0,206 Tanto para os vidros que foram expostos ao plasma quanto para os que não foram, foi observada a formação de filmes de boa coloração, porém, os que não passaram pelo plasma apresentaram uma coloração mais intensa. Figura 13: Vidros que foram expostos ao plasma. Figura 14: Vidros que não foram expostos ao plasma. Método 3 Para este método foi avaliada apenas a intensidade final dos filmes de NPs-Ag.

14 Tabela 9: Resultados do método. Vidro Comprimento de onda Absorvância máximo (nm) 1 397,97 0, ,80 0,192 Figura 15: Vidros funcionalizados. Estudo do procedimento da silanização Testes com solução de MPTS 2,5% Teste 1: O ângulo de contato dos vidros foi medido após a limpeza, após 2h de imersão em MPTS e após 4h de imersão em MPTS, sempre em duplicata. Tabela10: Dados do ângulo de contato teste 1. Amostra Após Limpeza Após 2h em MPTS 2,5% Após 4h em MPTS 2,5% Vidro 1 19,37º 62,85º * Vidro 2 23,07º 61,04º * *Não foi possível fazer a medida, pois o aparelho estava dando erro. OBS: os valores dos ângulos na tabela são a média das médias obtidas para cada procedimento de medida.

15 Dados do espectro UV-Vis após deposição de NP-Ag: Figura16: Espectro UV-VIS dos vidros funcionalizados com MPTS 2,5%. Tabela 11: Dados do espectro UV-Vis dos vidros. Amostra Tempo de imersão em MPTS 2,5% Absorvância Comprimento de onda máximo (nm) V1 2h 0, ,00 V2 2h 0, ,50 V3 4h 0, ,50 V4 4h 0, ,50 Figura17: Espectro UV-Vis das nanopartículas usadas no teste. Tabela 12: Dados do espectro UV-Vis das NPs-Ag utilizadas no teste. Amostra Absorvância Comprimento de onda máximo (nm) R5049 0, ,00 R5050 0, ,50 R5051 0, ,50 R5052 0, ,00 R5053 0, ,50 R5054 0, ,50

16 Teste 2: O ângulo de contato dos vidros foi medido após a limpeza, após 2h de imersão em MPTS e após 4h de imersão em MPTS, sempre em duplicata. Tabela 13: Dados do ângulo de contato teste 2. Amostra Após limpeza Após 2h em MPTS 2,5% Após 4h em MPTS 2,5% Vidro1 21,11º 56,31º 58,47º Vidro2 22,23º 58,39º 59,62º OBS: os valores dos ângulos na tabela são a média das médias obtidas de cada procedimento de medida. Dados do espectro UV-Vis após deposição de NPs-Ag: Figura 18: Espectro UV-Vis dos vidros funcionalizados com MPTS 2,5%. Tabela 14: Dados do espectro UV-Vis dos vidros. Amostra Tempo de imersão em MPTS 2,5% Absorvância Comprimento de onda máximo (nm) R h ,00 R h ,5 R h ,5 R h ,5

17 Figura 19: Espectro UV-Vis das nanopartículas utilizadas no teste. Tabela 15: Dados do espectro UV-Vis das NPs-Ag utilizadas no teste. Amostra Absorvância Comprimento de onda máximo (nm) R502 0, ,00 R503 0, ,50 R504 0, ,50 R505 0, ,00 A maior absorbância observada nos filmes de NPs-Ag sob o vidro no segundo teste pode ser explicada pela absorbância das nanopartículas utilizadas, a qual era maior do que a das nanopartículas utilizadas no primeiro teste. Testes com solução de MPTS 5,0% Teste 1 : O ângulo de contato dos vidros foi medido após a limpeza, após 2h de imersão em MPTS e após 4h de imersão em MPTS, sempre em duplicata. Tabela 16: Dados do ângulo de contato teste 1. Amostra Após limpeza Após 2h em MPTS 5% Após 4h em MPTS 5% Vidro1 10,82º 56,23º 62,46º Vidro2 22,34º 50,84º 52,83º OBS: os valores dos ângulos na tabela são a média das médias obtidas de cada procedimento de medida.

18 Dados do espectro UV-Vis após deposição de NPs-Ag: Figura 20: Espectro UV-Vis dos vidros funcionalizados com MPTS 5,0%. Tabela 17: Dados do espectro UV-Vis dos vidros. Amostra Tempo de imersão em MPTS 5,0% Absorvância Comprimento de onda máximo (nm) V1 2h 0, ,00 V2 2h 0, ,50 V3 4h 0, ,50 V4 4h 0, ,50 Figura 21: Espectro UV-Vis das nanopartículas utilizadas no teste. Tabela 18: Dados do espectro UV-Vis das NPs-Ag utilizadas no teste. Amostra Absorvância Comprimento de onda máximo (nm) R5049 0, ,00 R5050 0, ,50 R5051 0, ,50 R5052 0, ,00 R5053 0, ,50

19 Teste 2 : O ângulo de contato dos vidros foi medido após a limpeza, após 2h de imersão em MPTS e após 4h de imersão em MPTS, sempre em duplicata. Tabela 19: Dados do ângulo de contato teste 2. Amostra Após limpeza Após 2h em MPTS 5% Após 4h em MPTS Vidro1 15,01º 55,06º 59,47º Vidro2 17,79º 54,85º 58,17º OBS: os valores dos ângulos na tabela são a média das médias obtidas de cada procedimento de medida. Dados do espectro UV-Vis após deposição de NPs-Ag: Figura 22: Espectro UV-Vis dos vidros funcionalizados com MPTS 5,0%. Tabela 20: Dados do espectro UV-Vis dos vidros. Amostra Tempo de imersão em MPTS 5,0% Absorvância Comprimento de onda máximo (nm) V1 2h 0, ,00 V2 4h 0, ,50 V3 4h 0, ,00

20 Figura 23: Espectro UV-Vis das nanopartículas utilizadas no teste. Tabela 21: Dados do espectro UV-Vis das NPs-Ag. Amostra Absorvância Comprimento de onda máximo (nm) R5010 0, ,50 R5011 0, ,50 R5012 0, ,50 Tabela 22: Dados de ângulo de contato dos testes. Observa-se que o procedimento que levou a um maior aumento do ângulo de contato foi o realizado utilizando MPTS 2,5% durante 2h. Observou-se também que para esse mesmo procedimento obteve-se filmes de alta intensidade. Logo, acredita-se que o maior ângulo foi resultado de uma melhor silanização, ou seja, mais MPTS se ligou ao vidro e consequentemente mais nanopartículas se ligaram dando origem a um filme intenso.

21 Conclusões Foi verificada a reprodutibilidade da síntese, visto que os resultados obtidos através da utilização dos dois microrreatores de fabricantes diferentes coincidiram tanto para volumes diferentes quanto para velocidades de fluxo diferentes. Foi verificado também que melhores nanopartículas são sintetizadas quando utilizado o fluxo de 0,50 ml/min. Para os testes feitos de interação do fármaco gentamicina com NPs-Ag em solução, observou-se um aumento gradativo da absorbância (efeito hipercrômico) com o aumento da concentração do fármaco, havendo, porém, um limite para esse aumento, devido à agregação das NPs-Ag. Quanto à formação de filmes dois métodos de limpeza se mostraram bastante eficazes: o que emprega solução de H 2 SO 4 em H 2 O 2 (30%) 3:1 e o que utiliza uma solução de Metanol-HCl na proporção de 1:1 juntamente com H 2 SO 4 conc.. Para o procedimento da silanização, na criação de filmes, melhores resultados foram obtidos com a utilização de MPTS 2,5% em tolueno durante 2 horas. Em parceria com um grupo de pesquisa, orientado pelo professor Renato Araujo (Universidade de Pernambuco), analisou-se o potencial do filme como sensor SPR (Surface Plasmons Ressonance) para o diagnóstico de septicemia causada pela Candida albicans. Foi verificado que o substrato preparado com base no filme de NPs-Ag foi capaz de detectar pequenas concentrações (50 ng ml -1 ) de soluções de antígeno de Candida albicans gotejadas no substrato. Testes do potencial dos filmes NPs-Ag sobre vidro como substrato SERS, assim como testes com outros fármacos em solução e o teste da interação dos filmes de NPs-Ag com fármacos seguem sendo feitos no laboratório. Referências [1] ANTUNES, F.S. et al. Synthesis, characterization and application of silver nanoparticles as antimicrobial agents. Estudos Tecnológicos em Engenharia, 9(1):20-26, jan/jun [2] ZHANG, J. Z. ; NOGUEZ, C.. Plasmonic optical properties and applications of metal nanostructures. Plasmonics, v.3, p , [3] YIN, H.; YAMAMOTO, T.; WADA, Y.; YANAGIDA, S. Large-scale and sizecontrolled synthesis of silver nanoparticles under microwave irradiation. Materials Chemistry and Physics, 83:66-70, [4] JIAN, Z.; YONGCHANG, W.; YIMIN, L. Fluorescence spectra character of silvercoated gold colloidal nanoshells. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 232: , [5] Keating, C. D.; Musick, M. D.; Keefe, M. H.; Natan, M. J. J. Kinetics and Thermodynamics of Au Colloid Monolayer Self-Assembly: Undergraduate Experiments in Surface and Nanomaterials Chemistry. Chemical Education. 76, 949, [6] MACHADO, A. H. L. ; MIRANDA, L. S. M. E. ; SOUZA, R. O. M. A. ; PANDOLI, O. Microreactors: New Opportunities in Chemical Synthesis. Revista Virtual de Química, v. 6, p , [7] Nie, S.; Emory, S. R.Probing Single Molecules and Single Nanoparticles by Surface Enhanced Raman Scattering. Science 275, (5303), , [8] CRAS, J.J et al. Comparison of chemical cleaning methods of glass in preparation for silanization Biosensors & Bioelectronics, 14 (1999) p , 1999.