Resveratrone: caracterização óptica e aplicação como marcador fluorescente em biomateriais
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Karla Balzuweit
Danielle Cristina Teles Ferreira
Danielle Cristina Teles Ferreira
Resumo
Resveratrone é um novo composto fluorescente formado pela irradiação do trans-Resveratrol com luz UV. Já se foi determinada sua grande seção de choque de absorção, tornando-o adequado para marcação fluorescente em bioimagens. Neste trabalho, estudamos as propriedades ópticas não-lineares do Resveratrone e demonstramos sua aplicação na marcação de nanofibras de acetato de celulose. Estas fibras são usadas como ``scaffolds'' na engenharia de tecidos, onde a visualização por microscopia de dois fótons ganha vantagem pela melhor resolução tridimensional e menor fotodano para a amostra. O objetivo do trabalho é determinar propriedades ópticas do composto, visualizar o arranjo das fibras e medir a profundidade de penetração das células cultivadas no ``scaffold''.
A caracterização óptica foi feita por medidas de absorção para soluções de Resveratrone e de Resveratrol em três solventes diferentes (metanol, isopropanol e etanol) em diferentes concentrações. Destes resultados foi calculado o coeficiente de absorção molecular para ambos compostos, o valor encontrado para o Resveratrol foi próximo ao da literatura, e o do Resveratrone apresenta divergências por causa da possibilidade de geração de outros fotoprodutos durante a irradiação UV. Também foram obtidos espectros de fluorescência por excitação de dois fótons usando um laser de Ti-Safira pulsado, utilizando comprimentos de onda de excitação de 720-920~nm para cada uma das três soluções de Resveratrone. A curva de fotoluminescência de excitação obtida mostrou larga faixa de eficiência de excitação. Foi também determinado o deslocamento Stokes de aproximadamente 1~eV para o composto.
Por fim, demonstramos o processo de marcação onde o Resveratrone é produzido diretamente nas nanofibras onde em seguida é feita a cultura de células. As imagens de fluorescência por excitação de dois fótons mostraram em detalhes os arranjos de células e nanofibras nas amostras de nanofibras coradas com Resveratrol em metanol, nas amostras coradas com outros solventes a cultura celular apresentou inconsistências.
Abstract
Resveratrone is a new fluorescent compound formed by the UV irradiation of trans-
Resveratrol. Its large absorption cross-section has already been determined, making it
suitable for fluorescent labeling in bioimaging. In this work, we studied the nonlinear optical
properties of Resveratrone and demonstrated its application in labeling cellulose acetate
nanofibers. These fibers are used as scaffolds in tissue engineering, where two-photon
microscopy visualization is advantageous due to better three-dimensional resolution and
less photodamage to the sample. The aim of the work is to determine the optical properties
of the compound, visualize the arrangement of the fibers and measure the penetration
depth of cells cultured in the scaffold. The optical characterization was performed by
absorption measurements of Resveratrone and Resveratrol in three different solvents
(methanol, isopropanol, and ethanol) at different concentrations. From these results, the
molecular absorption coefficient for both compounds was calculated; the value found
for Resveratrol was close to the ones in the literature, and that of Resveratrone showed
discrepancies due to the possibility of generating other photoproducts during UV irradiation.
Fluorescence emission spectra by two-photon excitation were also obtained using a pulsed
Ti-Sapphire laser, with excitation wavelengths in the range of 720-920 nm, for each of the
three Resveratrone solutions. The obtained photoluminescence excitation curve showed a
wide efficient excitation range. A Stokes shift of about 1 eV was also determined for the
compound. Finally, we demonstrated the labeling process where Resveratrone is produced
directly in the nanofibers, followed by cell culture. Two-photon excitation fluorescence
images showed detailed arrangements of cells and nanofibers in samples stained with
Resveratrol in methanol; in samples stained with other solvents, cell culture showed
inconsistencies.
Assunto
Resveratrol, Propriedades ópticas, Fotoluminescência
Palavras-chave
Resveratrol, Resveratrone, Absorção multifóton, Marcador, Nanofibras, Cultura celular