Síntese e caracterização de nanopartículas de selênio estabilizadas com cocamidopropil betaína

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 21975 (2022) Citar este artigo

1412 acessos

4 Citações

2 Altmétrica

Detalhes das métricas

Neste trabalho, nanopartículas de selênio (Se NPs) estabilizadas com cocamidopropil betaína foram sintetizadas pela primeira vez. Observou-se que as NPs de Se sintetizadas em excesso de ácido selênico tinham uma carga negativa com potencial ζ de -21,86 mV, e em excesso de cocamidopropil betaína - uma carga positiva com ξ = + 22,71 mV. As NPs de Se resultantes com cargas positivas e negativas tinham uma forma esférica com um tamanho médio de cerca de 20-30 nm e 40-50 nm, respectivamente. De acordo com os dados de TEM, HAADF-TEM usando EDS, espectroscopia de infravermelho e modelagem química quântica, as nanopartículas de selênio carregadas positivamente têm uma casca de cocamidopropilbetaína, enquanto a camada de formação de potencial de nanopartículas de selênio carregadas negativamente é formada por íons SeO32-. A influência de vários íons na estabilidade do sol de NPs de Se mostrou que os íons SO42- e PO43- tiveram um efeito sobre os NPs de Se positivos, e os íons Ba2+ e Fe3+ tiveram um efeito sobre os NPs de Se negativos, o que correspondeu à regra de Schulze-Hardy . O mecanismo de ação coagulante de vários íons em Se NPs positivos e negativos também foi apresentado. Também foi investigada a influência da acidez ativa do meio na estabilidade das soluções de NPs de Se. Sóis positivos e negativos de NPs de Se apresentaram altos níveis de estabilidade na faixa considerada de acidez ativa do meio na faixa de 1,21–11,98. A estabilidade das NPs de Se sintetizadas foi confirmada em sistema real (sabão líquido). Um experimento com adição de NPs de Se estabilizadas com cocamidopropil betaína a sabão líquido mostrou que as partículas das fases dispersas mantêm suas distribuições iniciais, o que revelou a estabilidade das NPs de Se sintetizadas.

Como resultado da auto-organização e auto-montagem, estruturas supramoleculares de várias morfologias podem ser formadas, por exemplo, nanoestruturas do tipo "core-shell"1. Nanossistemas baseados no elemento biogênico selênio são de particular interesse. Nanopartículas de selênio (Se NPs) já estão sendo utilizadas como biossensores altamente sensíveis para imunoensaios e reagentes de afinidade cromatograficamente móveis2,3,4. Mesmo em concentrações muito baixas de Se NPs na água (0,005–0,1%), essas nanopartículas podem adsorver antígenos e anticorpos em sua superfície5,6,7. Se NPs podem estimular a germinação de sementes de culturas8,9. Sabe-se que Se NPs, que fazem parte de produtos alimentícios, têm efeito antiblástico10,11, e existe uma relação inversamente proporcional entre o teor de selênio no ambiente externo e a incidência de tumores malignos na população12,13. As NPs do Se possuem alta atividade antitumoral e biológica, pelo que participam da regulação da formação de antioxidantes e previnem o crescimento e desenvolvimento de células cancerígenas14,15,16. Sabe-se também que em condições de deficiência de selênio observa-se o desenvolvimento de miocardiodistrofia, aterosclerose, doença coronariana, infarto do miocárdio, hepatite crônica de várias etimologias e infecções virais17,18,19,20,21.

Uma das direções atuais da pesquisa de Se NPs é a estabilização no estado nanoescala. Trabalhos de vários autores sobre a estabilização de Se NPs são baseados no uso de polissacarídeos, bem como vários polímeros, surfactantes iônicos e não iônicos22,23,24,25,26,27,28,29. Métodos conhecidos de estabilização de Se NPs em meio aquoso usando polímeros têm uma desvantagem comum. A matriz polimérica na maioria das vezes não fornece a estabilidade agregada necessária do sistema devido à natureza hidrofóbica do selênio. A obtenção de alta estabilidade agregada do sistema é acompanhada por uma diminuição na atividade de Se NPs5,30,31,32.

Para a estabilização qualitativa de Se NPs, é necessário usar surfactantes com componentes hidrofóbicos e hidrofílicos. Sob certas condições físico-químicas, tais tensoativos, ao interagirem com NPs de Se hidrofóbicos, podem mudar sua natureza de superfície hidrofóbica para hidrofílica, e colóides hidrofílicos são conhecidos por serem muito mais estáveis ​​em meio aquoso33,34,35,36. Atualmente, um dos tensoativos anfifílicos mais importantes industrialmente é a cocamidopropil betaína (CAPB)37. A ampla utilização do CAPB na indústria deve-se às suas propriedades antissépticas, bem como à sua capacidade de atuar como tensoativo, espessante e emulsificante38,39.