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ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-6518-9164
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Caracterização eletrônica e vibracional de óxido de grafeno com bases de DNA
Alternate title (s): Electronic and vibrational characterization of graphene oxide and DNA bases
Author: Machado, Danilo
First Advisor: Silva, Raigna Augusta da
First member of the Committee: Pilla, Viviane
Second member of the Committee: Furtado, Clascidia Aparecida
Summary: As propriedades físicas únicas apresentadas por alguns materiais, quando reduzidos à escala nanométrica, chama atenção de pesquisadores há décadas. Desde sua descoberta, o grafeno emergiu como forte candidato a aplicações em diversas áreas e de forma extremamente interdisciplinar, o que se deve às suas propriedades de transporte eletrônico, resistência térmica e mecânica. A capacidade de adsorver moléculas biológicas em sua superfície fez do grafeno e de alguns de seus derivados, como o óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO), materiais promissores para aplicações em sistemas de gene delivery, drug delivery e agente anti-bacterial. Do lado biológico, tem-se a importância da molécula de DNA e suas aplicações em tratamento de doenças genéticas. Por meio das técnicas de Absorção Óptica e de Espectroscopia Raman, foram estudadas as quatro bases que compõem o DNA, sendo elas a Adenina, Guanina, Citosina e Timina, as quais, entre elas, são divididas em dois grupos, sendo as duas primeiras do tipo Purina, e as últimas, do tipo Pirimidina. Foi estudado também uma amostra de GO, a partir da qual foram feitos compósitos com cada uma das quatro bases. A partir da caracterização das amostras individuais, foram analisadas suas interações nos compósitos. Pelos espectros Raman, foi possível identificar os modos vibracionais característicos de cada material e, a partir destes resultados, foram identificadas nos espectros Raman dos compósitos as regiões onde o GO causa modificações no espectro de cada base. A correlação destes resultados com as modificações nos espectros de AO sugerem que a interação de GO com as bases pirimidinas se d a por grupos laterais dos anéis, como a ligação C2=O, sendo ainda de forma eletrostática. Já nas purinas, os resultados sugerem uma interação do tipo π-stacking na região C5=C6, onde possivelmente há transferência de cargas entre o GO e as bases.
Abstract: The unique physical properties presented by some materials, when reduced to nanoscale, have drawn the attention of researchers for decades. Since its discovery, graphene has emerged as a strong candidate for applications in several areas and in an extremely interdisciplinary way, which is due to its properties of electronic transport, thermal and mechanical resistance. The ability to adsorb biological molecules on its surface has made graphene and some of its derivatives, such as graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO), promising materials for applications in delivery gene systems, drug delivery and anti-bacterial agent. On the biological side, we have the importance of the DNA molecule and its applications in the treatment of genetic diseases. Applying the techniques Optical Absorption and Raman Spectroscopy, the four DNA bases were studied, wich are divided in two groups: Purines (Adenine and Guanine) and Pyrimidines (Cytosine and Thymine). A GO sample was also studied, from which composites were made with each of the four bases. From the characterization of the individual samples, their interactions in the composites were analyzed. By Raman spectra, it was possible to identify the vibrational modes characteristic of each material and the regions where the GO modify the spectrum of each base when they form a composite. The correlation of these results with the modi cations in the AO spectra suggests that the interaction of GO with the pyrimidine bases are electrostatic and occurs through lateral groups of the rings, such as the C2 = O bond. In the case of purines, the results suggest π-stacking interaction in the C5 = C6 region, where there is possibly charge transfer between GO and the bases.
Keywords: Grafeno
Graphene
Raman
DNA
Espectroscopia
Spectroscopy
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Física
Quote: MACHADO, Danilo. Caracterização eletrônica e vibracional de óxido de grafeno com bases de DNA. 2020. 84 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.292
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.292
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29130
Date of defense: 20-Feb-2020
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