Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: Análise da Fluorescência do Aminoácido Triptofano em concentrações reduzidas na presença de nanopartículas de ouro.
AUTORES: Fernandes, J. (UFGD) ; Tiago Tavares dos Santos da Silva, G. (UFGD) ; Antônio Casagrande, G. (UFMS) ; Rodrigues Lima Caires, A. (UFGD)
RESUMO: A técnica de fluorescência é usada como ferramenta de medida em análises de
macromoléculas, dando informações sobre sua conformação, sítios de ligação,
interações com solventes, grau de flexibilidade, distâncias intermoleculares e
coeficiente de difusão rotacional. Neste sentido, a fluorescência do aminoácido
triptofano (Trp) é amplamente estudada e na presença de nanopartículas de ouro,
sua emissão sofre supressão quando usada energia de excitação de 270 nm. Nossos
estudos realizados em concentrações reduzidas do aminoácido na presença de
nanopartículas de ouro (AuNPs), mostraram que, há uma aumento da emissão do
aminoácido em 358 nm e o surgimento de uma nova banda de emissão na região de 398
a 515 nm.
PALAVRAS CHAVES: Triptofano; Nanopartículas; Fluorescência
INTRODUÇÃO: Atualmente as nanopartículas têm aplicações em diversas áreas da ciência e
tecnologia devido a suas propriedades intrínsecas. O estudo de nano materiais na
presença de biomoléculas pode servir como ferramenta para diversas aplicações
biomédicas, (CHEN, T., et al.,2011; QIN, G., et al., 2013). Estudos com
nanopartículas têm sido propostos como forma de detecção dos aspectos
conformacionais de proteínas através de perturbações induzidas por agentes
externos, como nanopartículas metálicas que, alteram a intensidade de
fluorescência de cromóforos. O triptofano, frequentemente, é utilizado neste
tipo de estudo, devido à fluorescência das proteínas serem, intrínseca e
dominada pelas emissões deste aminoácido (CAIRES, A.L., L. COSTA, and J.
FERNANDES, 2013). Em pesquisas envolvendo nanopartículas e sistemas biológicos,
AuNPs ganham destaque devido sua biocompatibilidade, suas propriedades ópticas,
elétricas, catalíticas e sua alta absortividade molar (JANS, H. and Q. HUO,
2013). As AuNPs atuam como agente supressor de intensidade de fluorescência.
Assim, este estudo visou analisar o comportamento do aminoácido triptofano em
concentrações reduzidas na presença de AuNPs.
MATERIAL E MÉTODOS: Para o preparo das soluções de Trp em concentrações reduzidas foi realizado
primeiro uma solução trabalho de concentração igual a 0,0128 mol.L-1, usando se
um reagente da Sigma Aldrich de L Triptofano com 98% de pureza. A partir desta
solução trabalho, foi feita uma diluição para o preparo da solução de partida.
Nesta etapa, transferiu-se 15,625 mL de solução trabalho e elevou-se a 250 mL.
Feito isto, pipetou-se os volumes necessários para o preparo das soluções de Trp
com as seguintes concentrações: 8 µmoL-1; 15 µmoL-1; 29 µmoL-1; 42 µmoL-1 e 56
µmoL-1. A adição de NPsAu, compreenderam volumes fixos de: 10 µL-1; 20 µL-1;
30µL-1; 40 µL-1; 50 µL-1; 60 µL-1 e 70 µL-1 de uma solução reagente da Sigma
Aldrich 0,01 % de AuNPs de 10 nm de diâmetro, como HAuCl4, em 3 mL de solução de
Trp compreendendo concentrações de AuNPs finais de: 0,2 mmol.L-1; 0,4 mmol.L-1;
0,6 mmol.L-1; 0,8 mmol.L-1; 1,0 mmol.L-1; 1,2 mmol.L-1 e 1,4 mmol.L-1. As
análises de absorção molecular do triptofano na presença de AuNPs foram
realizadas na região de 400 nm a 800 nm do visível, utilizando equipamento de
bancada Varian, modelo Cary-50, com fonte de excitação composta de uma lâmpada
pulsada de Xenônio e um detector de diodo de Si, usando cubeta de duas faces
polidas de 10 mm de caminho óptico. Já as análises por fluorescência foram
realizadas com fluorímetro de bancada da Varian, modelo Cary-Eclypse, com
comprimentos de onda de excitação em 270 nm, com fonte de excitação composta de
uma lâmpada pulsada de Xenônio (80 Hz), e com detecção da fluorescência por tubo
fotomultiplicador (R928), usando cubeta de quatro faces polidas de 10 mm de
caminho óptico.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na presença de AuNPs o triptofano sofreu supressão de intensidade de fluorescência
nas concentrações de 14 µmoL-1 a 56 µmoL-1. A figura 1 apresenta os dados para a
concentração de 56 µmoL-1.
Em análises na concentração de 8 µmol.L-1 o triptofano inverte o comportamento
observado na presença de AuNPs em concentrações superiores. Nesta concentração, 8
µmol.L-1, o triptofano sofre aumento de intensidade de fluorescência na presença
de AuNPs, como apresentado na figura 2.
Figura 1
(A)Trp 56 µmol.L-1 em diferentes concentrações de
AuNPs (mmol.L-1): (a)0,0; (b)0,2; (c)0,4; (d)0,6;
0,8; 1,0; 1,2 e 1,4. (B) Linha de Tendência.
Figura 2
(A) Trp 8,0 µmol.L-1 com diferentes concentrações de
AuNPs (mmol.L-1): (a) 0,0; (b) 0,2; (c)0,4; (d)
(e)0,6; (f)0,8; (g)1,0; (h)1,2 e (g) 1,4.
CONCLUSÕES: Os dados apontam que em concentrações reduzidas (na ordem de 8 µmol.L-1) o
triptofano na presença de AuNPs tem sua fluorescência aumentada, possivelmente
devido ao efeito do aumento do campo local induzido pelo efeito de ressonância de
plasmon dos elétrons da superfície metálica das nanopartículas. Contudo, há ainda
a necessidade de estudos complementares para avaliar este comportamento do
triptofano a baixas concentrações em meio nanoparticulado metálico.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CAIRES, A.L., COSTA, L., and FERNANDES, J., A close analysis of metal-enhanced fluorescence of tryptophan induced by silver nanoparticles: wavelength emission dependence. Central European Journal of Chemistry, 2013. 11(1): p. 111-115.
CHEN, T., et al., Aptamer-conjugated nanomaterials for bioanalysis and biotechnology applications. Nanoscale, 2011. 3(2): p. 546-556.
JANS, H. and Q. HUO, Gold nanoparticle-enabled biological and chemical detection and analysis. Chemical Society Reviews, 2012. 41(7): p. 2849-2866.
QIN, G., et al., A sensitive gold nanoparticles sensing platform based on resonance energy transfer for chemiluminescence light on detection of biomolecules. Biosensors and Bioelectronics, 2013. 46(0): p. 119-123.