Pesquisa do IPEN-CNEN com nanopartículas é destaque em revista científica internacional

Capa da revista ACS Applied Nano Materials

Desde a sua descoberta, os antibióticos revolucionaram a medicina ao salvar milhões de vidas e evitar que infecções se tornassem fatais. Desenvolvidos para combater ou inibir o crescimento bacteriano, esses medicamentos hoje transcendem a saúde humana e animal e são amplamente utilizados na agricultura e aquicultura. Contudo, o consumo massivo dessas substâncias expõe ecossistemas a uma grande quantidade de antibióticos. Atualmente, resíduos provenientes da atividade industrial, de práticas agrícolas e do esgoto doméstico contaminam solos, mares, rios e lagos.

Além dos danos ecológicos, a poluição por antibióticos acelera a resistência bacteriana, que ameaça a eficácia dos tratamentos médicos. Diante desse cenário, monitorar a presença dessas substâncias no ambiente tornou-se um desafio urgente e a Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) surgiu como uma alternativa vantajosa. Por ser um método rápido, simples e eficaz na caracterização de estruturas moleculares, o FTIR é amplamente preferido para a análise de insumos farmacêuticos. Apesar dessas vantagens, a técnica apresenta limitações ao analisar amostras altamente diluídas.

Para contornar esse obstáculo, a Espectroscopia de Absorção no Infravermelho Amplificada por Superfície (SEIRA) destacou-se como uma solução promissora. Ela viabiliza a detecção de antibióticos mesmo em baixas concentrações, seja em corpos d'água ou em matrizes biológicas, como urina, sangue e saliva. Todavia, a interação direta das moléculas com superfícies metálicas nanoestruturadas, especialmente aquelas obtidas por rotas convencionais de síntese química ou biológica, pode ocasionar efeitos indesejados, como reações químicas secundárias, perda de funcionalidade e desnaturação proteica. Por essa razão, a comunidade científica tem buscado técnicas de produção de materiais nanoestruturados biologicamente compatíveis com as moléculas de interesse.

Nesse campo, a Síntese por Ablação a Laser em Solução (LASiS) consolidou-se como uma abordagem inovadora. O processo utiliza a irradiação de um laser pulsado sobre um alvo sólido submerso em meio líquido, gerando uma pluma de plasma que, durante seu resfriamento e condensação, dá origem a nanopartículas de alta pureza. Ao contrário das metodologias químicas tradicionais, a LASiS dispensa o uso de estabilizantes ou agentes redutores, entregando suspensões com pureza química livre de impurezas.

Alinhado a essa vanguarda tecnológica, o doutorando do IPEN-CNEN Vinícius Pereira dos Anjos desenvolveu um estudo pioneiro que ganhou destaque e foi capa da revista científica ACS Applied Nano Materials. Intitulado "LASiS-Synthesized Metal Nanoparticles for Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy of Amoxicillin", o trabalho demonstra o uso prático de nanopartículas obtidas por LASiS aplicada ao FTIR para a detecção do antibiótico amoxicilina usando o efeito SEIRA. A pesquisa foi realizada no Centro de Lasers e Aplicações sob a orientação da Profa. Dra. Denise Zezell.

Link do artigo: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.6c00820

Site do Laboratory Biophotonics