Fotossíntese fácil de novas porfirinas

May 01, 2023

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8580 (2023) Cite este artigo

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Nesta pesquisa, a síntese em uma etapa de novos nanocompósitos à base de porfirina foi realizada facilmente usando uma estratégia fotoquímica sob iluminação de luz visível. Como resultado, o foco desta pesquisa é sintetizar e usar nanopartículas decoradas de ZnTPP (zinco(II)tetraquis(4-fenil)porfirina) com nanoestruturas de Ag, Ag/AgCl/Cu e Au/Ag/AgCl como agentes antibacterianos. Inicialmente, as NPs ZnTPP foram sintetizadas como resultado da automontagem do ZnTPP. Na próxima etapa, em um processo fotoquímico de irradiação de luz visível, as nanopartículas ZnTPP automontadas foram usadas para fazer NCs ZnTPP/Ag, NCs ZnTPP/Ag/AgCl/Cu e NCs ZnTPP/Au/Ag/AgCl. Foi realizado um estudo da atividade antibacteriana de nanocompósitos para Escherichia coli e Staphylococcus aureus como microrganismos patogênicos pelo método de contagem em placas, testes de difusão em poços, determinação dos valores de concentração inibitória mínima (CIM) e concentração bactericida mínima (CBM). Em seguida, as espécies reativas de oxigênio (ROS) foram determinadas pelo método de citometria de fluxo. Todos os testes antibacterianos e as medições de ROS por citometria de fluxo foram realizados sob luz LED e no escuro. O ensaio de brometo de (3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio (MTT) foi aplicado para investigar a citotoxicidade das NCs ZnTPP/Ag/AgCl/Cu, contra fibroblasto de prepúcio humano (HFF- 1) células normais. Devido às propriedades específicas, como propriedades fotossensibilizantes admissíveis da porfirina, condições de reação suaves, altas propriedades antibacterianas na presença de luz LED, estrutura cristalina e síntese verde, esses nanocompósitos foram reconhecidos como tipos de materiais antibacterianos que são ativado em luz visível, tem potencial para uso em uma ampla gama de aplicações médicas, terapia fotodinâmica e tratamento de água.

Nos últimos anos, conquistas experimentais e industriais em nanotecnologia geraram uma nova abordagem nas ciências aplicadas, resultando no crescimento de atividades interdisciplinares nas indústrias, meio ambiente e medicina1,2,3. Devido à importância de prevenir danos bacterianos nocivos, agentes antibacterianos estão sendo desenvolvidos. Como resultado, os nanomateriais são considerados tratamentos muito benéficos devido às suas qualidades particulares contra infecções bacterianas causadas pelo uso indevido de antibióticos, o que levou à resistência bacteriana e a uma ameaça global à saúde humana. Além disso, a criação de agentes antibacterianos biocompatíveis é um dos tópicos mais urgentes para os cientistas4,5. E. coli é um patógeno pernicioso e um bacilo gram-negativo. Além disso, a erradicação da E. coli está se tornando cada vez mais desafiadora. Os seres humanos contraem diarreia das bactérias Staphylococcus aureus (Gram-positivo) e Escherichia coli (Gram-negativo) após beberem água contaminada. Como resultado, um abastecimento saudável de água potável é fundamental para a saúde humana6,7.

A robusta estrutura macrocíclica do núcleo de porfina o torna um bom ponto de ancoragem para a complexação de átomos metálicos8,9. Os estudos da síntese, estrutura, montagens e aplicações das porfirinas sempre intrigaram a comunidade científica10. As porfirinas são espécies de supramoléculas e possuem uma ampla gama de propriedades fotofísicas e fotoquímicas, altas eficiências fotossensibilizantes, energia superior, capacidades de transferência de elétrons e excelente potencial de captação de luz, incluindo forte absorção de luz na região visível, enquanto seus níveis de energia podem ser facilmente ajustados para correspondem aos de materiais doadores usando um design molecular adequado11,12. As porfirinas também são amplamente utilizadas na terapia fotodinâmica antimicrobiana13,14,15.

Os radicais livres, ou mais provavelmente o oxigênio singleto, podem ser gerados pela porfirina exposta à luz. Este processo é dependente do tipo de porfirina como fotossensibilizador e fonte de luz empregada. Essas espécies são extremamente reativas e podem interagir com quase todos os componentes celulares, incluindo proteínas, lipídios e ácidos nucléicos. Alguns subprodutos reativos, como espécies reativas de oxigênio, podem ser produzidos como resultado dessa interação (ROS). Essas espécies podem causar mais danos e morte celular16.