Síntese de materiais molecularmente impressos para adsorção seletiva de gentamicina

Abstract

Neste trabalho foram preparados dois materiais distintos, um pelo método sol-gel e o outro a partir de polimerização por precipitação, sendo assim, uma matriz inorgânica e outra orgânica. Esses materiais foram preparados de acordo com a tecnologia da impressão molecular. Para a preparação de ambos os materiais foi utilizado gentamicina como molécula molde. Para o material sol-gel, optou-se pela rota catalítica ácida, utilizando-se TEOS como fonte de sílica. A síntese do polímero, por sua vez, foi realizada empregando ácido metacrílico (MAA) como monômero funcional, trimetilolpropano trimetacrilato (TMPTMA) como agente reticulante, como iniciador radicalar 1,1’- azobis e acetonitrila como solvente. Após o preparo dos materiais, e extração da molécula molde, foram feitas análises de caracterização por infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), Espectroscopia de Fotoelétrons excitados por raios X (XPS), Área Específica e Porosidade (BET), Espalhamento de Raios X a Baixos Ângulos (SAXS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia Confocal. Posteriormente foram realizados teste de adsorção a fim de investigar o desempenho dos materiais frente à molécula de gentamicina. Os materiais molecularmente impressos apresentaram área específica de 671 m2g-1 e 86 m2g-1 para o sol-gel e para o polímero, respectivamente. Ambos materiais apresentaram estruturas correspondentes a fractais de superfície, com valores de P superiores a 3 e inferiores a 4, ou seja, materiais mais densos e menos rugosos. O material sol-gel ainda apresentou quantidade de adsorção igual a 77,38 mg g-1 de gentamicina, resultado três vezes superior ao resultado observado para o polímero, de 24,94 mg g-1. Quanto à seletividade, o material SG-MIP obteve resultados superiores quando comparado com o material P-MIP.

In this work two different materials were prepared, one by the sol-gel method and the other from precipitation polymerization, thus being an inorganic and an organic matrix. These materials were prepared according to molecular printing technology. For the preparation of both materials, gentamicin was used as a template molecule. For sol-gel material, the acid catalytic route was chosen, using TEOS as the silica source. The synthesis of the polymer, in turn, was performed using methacrylic acid (MAA) as a functional monomer, trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTMA) as crosslinking agent, as 1,1'-azobis radical initiator and acetonitrile as solvent. After preparation of the materials and extraction of the template molecule, Fourier Transform Infrared Characterization (FT-IR), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Surface Area and Porosity (BET), Small-angle X-ray Scattering (SAXS), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Confocal Microscopy analyzes were performed. Subsequently, adsorption tests were performed to investigate the performance of the materials against the gentamicin molecule. Molecularly printed materials had a specific area of 671 m2g-1 and 86 m2g-1 for sol-gel and polymer, respectively. Both materials presented structures corresponding to surface fractals, with P values greater than 3 and less than 4, that is, denser and less rough materials. The sol-gel material still showed adsorption amount equal to 77.38 mg g-1 gentamicin, a result three times higher than the observed result for the polymer, 24.94 mg g-1. As for selectivity, SG-MIP material had superior results when compared to P-MIP material.