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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-8002-8868
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Estudo de sistemas híbridos de grafeno com bases nitrogenadas e quercetina
Alternate title (s): Study of graphene hybrid systems with nitrogen bases and quercetin
Author: Silva, Júlio César da
First Advisor: Silva, Raigna Augusta da
First coorientator: Schmidt, Tomé Mauro
First member of the Committee: Furtado, Clascídia Aparecida
Second member of the Committee: Paula, Renata Cristina de
Third member of the Committee: Miwa, Roberto Hiroki
Fourth member of the Committee: Pilla, Viviane
Summary: Neste trabalho estudamos o grafeno para aplicações na área biológica, procurando utilizá-lo como carreador de drogas. Os flavonóides apresentam atividades biológicas com diversos benefícios à saúde na prevenção de doenças, principalmente nas funções degenerativas. No entanto, a potencial aplicação terapêutica dos flavonóides é limitada principalmente por sua baixa solubilidade e biodisponibilidade. Para superar essas limitações, a proposta é carrear o flavonóide quercetina em uma folha de grafeno. Nosso objetivo é entender sistemas híbridos compostos por grafeno, bases nitrogenadas e a quercetina, afim de investigarmos potenciais propriedades para utilizar este sistema como carreador de materiais biológicos ou entrega de medicamentos, no tratamento de doenças como Malária e Leishmaniose. Foram realizados cálculos ab initio baseados na teoria do funcional da densidade, onde investigamos os parâmetros estruturais, densidade de estados, estruturas de bandas, dispersão de fônons e absorbância de folhas de grafeno interagindo com quercetina e bases de DNA/RNA. A formação do sistema híbrido grafeno/quercetina é um processo exotérmico com energia de ligação de 1,08 eV, sem ligação covalente. Nossas mudanças calculadas na absorbância no espectro de UV-visível para o sistema híbrido de grafeno/quercetina, em comparação com suas absorbâncias nuas, confirmam a forte interação entre folha de grafeno e quercetina. Embora nosso estudo tenha se concentrado na quercetina, os resultados devem ser estendidos a outros flavonóides. Como o grafeno é um material biocompatível, as desvantagens na administração de flavonóides podem ser superadas usando o grafeno como um sistema de entrega de drogas em nanoescala. Buscamos investigar este sistema híbrido de grafeno para comparação com dados experimentais obtidos através de análises espectroscópicas como fotoluminescência e Raman.
Abstract: In this work we study the graphene for application in the biological area, trying to use it as biological delivery. Flavonoids present biological activities with many health benefits in the prevention of diseases, especially in degenerative functions. However the potential therapeutic application of flavonoids is limited mainly by its poor solubility and bioavailability. To overcome these limitations we propose to load the flavonoid quercetin on a graphene sheet. Our goal is to understand firstly a system composed by graphene-based materials and biological molecules, and then we will investigate the potential properties to use this system as a carrier of biological materials or delivery of drugs in the treatment of diseases as Malaria and Leishmaniasis. We started by performing ab initio calculations based on density functional theory, where we investigate the structural parameters, density of states, band structures, phonon dispersions and absorbance of graphene sheets interacting with quercetin and DNA/RNA nucleobases. The graphene/quercetin hybrid system is an exothermic process with a binding energy of 1.08 eV, without covalent bonding. Our calculated changes on the absorbance in the UV-visible spectra for the graphene/quercetin hybrid system, compared to their bare absorbances, confirm the strong interaction between graphene sheet and quercetin. Although our study has been focusing in the quercetin, the results should be extended to other flavonoids. As graphene is a biocompatible material the drawbacks on the flavonoid administration can be surmounted using graphene as a nanoscale drug delivery system. We seek to investigate this graphene hybrid system for comparison with experimental data obtained through spectroscopic analysis as photoluminescence and Raman.
Keywords: Quercetina
Quercetin.
DFT
Grafeno
Bases do DNA/RNA
Graphene
DNA/RNA nucleobases
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::ESTRUTURAS ELETRONICAS E PROPRIEDADES ELETRICAS DE SUPERFICIES INTERFACES E PELICULAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Quote: SILVA, Júlio César da.Estudo de sistemas híbridos de grafeno com bases nitrogenadas e quercetina. 2021. 100 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.199.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.199
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/31712
Date of defense: 16-Mar-2021
Appears in Collections:TESE - Física

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