Caracterização físico-química da parede polimérica de nanocápsulas através de sondas fluorescentes

Abstract

Nanocápsulas são carreadores submicrométricos compostos por um núcleo lipofílico cercado por uma parede polimérica e estabilizados por tensoativos. O modelo de organização dos componentes da nanocápsula a nível molecular pode ser proposto somente após intenso estudo físico químico. Nanocápsulas (NC) ligadas a sondas benzazólicas fluorescentes foram preparadas para verificar a interação dos seus componentes a nível molecular. As sondas, benzimidazola (HBN) e benzoxazola (HBO), são capazes de diferenciar o ambiente químico (polar/apolar) através de decaimentos de fluorescência diferenciados, decaimento normal e por transferência protônica intramolecular no estado excitado (ESIPT), resultado da formação de um tautômero (emissão deslocada para o vermelho). Após 60 dias, o espectro de fluorescência para NC1 e NC4, preparadas com HBN disperso e com o copolímero, PMM-HBN, mostrou diferença na intensidade da emissão ESIPT, variando de 875 para 750 unid. arb., em NC1, e diminuindo de 700 para 200 unid. arb. em NC4. Para NC4, após 60 dias, a banda da emissão normal aumenta de 25 para 50 unid. arb. Adicionalmente, as formulações NC2 e NC5, preparadas com sonda HBO dispersa e respectivo copolímero, PMM-HBO, mostrou resultado similar após preparação. NC2, contendo HBO disperso na NC, demonstrou uma pequena emissão normal e uma emissão ESIPT predominante, enquanto que NC5 demontrou uma intensa emissão normal e uma emissão ESIPT menos intensa. Estes resultados mostram que as sondas quimicamente ligadas aos polímeros foram afetados pela fase aquosa na interface. Além disso, o modelo para a interface nas NC pode ser uma parede polimérica onde o óleo e a água estão presentes. Experimentos de inchamento feitos com filmes de poli(metacrilato de metila) e copolímero com HBN não revelaram mudanças no peso dos filmes durante 60 dias. Os estudos mostraram que o inchamento ou dissolução dos polímeros não ocorreram, nem em água nem em óleo, durante os 60 dias a temperatura ambiente. No entanto, os estudos de fluorescência sugerem que a água interage com a parede das nanocápsulas preparadas com poli(metacrilato de metila). Finalmente, a permeabilidade da parede polimérica foi determinada através da adição de etanol as formulações de NC3 e NC6. Todos resultados indicam que as suspensões de NC apresentam uma interface de fase contínua composto por óleo polímero e água.

Nanocapsules are submicrometric drug carriers composed by a lipophilic core surrounded by a polymeric wall stabilized by surfactants. The model of the organization of nanocapsule components at a molecular level can only be proposed after a full physicochemical study. Nanocapsules (NC) labeled with fluorescent benzazole probes were prepared and used in order to verify the interaction of their components at a molecular level. The probes, a benzimidazole (HBN) and a benzoxazole (HBO), are able to differentiate the chemical environment (polar or unpolar) through different fluorescence decays, normal and excited state intramolecular proton-transfer mechanism (ESIPT). The ESIPT fluorescence decay (red shifted emission) is resulted from a tautomer decay. The fluorescent spectra, after 60 days, for NC1 and NC4 prepared with the dispersed HBN and with the copolymer, PMM-HBN, showed difference in the ESIPT emission intensity ranging from 875 to 750 arb. units after 60 days for the former and a decreased from 700 to 200 arb. units for the latter. For NC4 a normal emission band rose from 25 to 50 arb. units after 60 days. Additionally, NC2 and NC5 formulations prepared with dispersed HBO and with the respective copolymer, PMM-HBO, showed the similar behaviors after preparation. NC2, the HBO-loaded NC, showed a small normal emission band and a predominant ESIPT band, while NC5 showed an intense normal emission and a weak ESIPT emission band. These results showed that the probes chemically bound to the polymers were affected by the aqueous phase at the interface. Furthermore, the model for the interface in NC systems could be a polymeric wall where the oil and the water are present. Swelling experiments carried out for films of poly(methyl methacrylate) and its copolymer with HBI showed that no difference in weight was detected after 60 days. The study showed that swelling or dissolution of the polymer did not occur either in water or in oil after 60 days at room temperature. However, the fluorimetric study suggested that water interacts with the wall of nanocapsules prepared with poly(methyl methacrylate). Finally, the permeability of this polymeric wall was determined by adding ethanol to NC3 and NC6 formulations. The overall results indicated that the NC aqueous suspensions present an interface particle/continuous phase composed by oil, polymer and water.