Fabricação e caracterização morfológica de filmes layer-by-layer de DODAB/FTALOCIANINA de níquel

Abstract

Filmes Layer-by-layer (LbL) têm sido empregamos como elementos transdutores em unidades sensoriais ou como matriz para imobilização de biomoléculas em biossensores. Neste trabalho de mestrado, filmes nanoestruturados de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e ftalocianina tetrassulfonada de níquel (NiTsPc) foram fabricados via técnica LbL com o objetivo de obter um efeito sinérgico entre as distintas propriedades de ambos os materiais. O DODAB é um lipídio catiônico sintético e quando disperso em água, sob certas condições, forma estruturas de bicamadas (vesículas) e pode ser usado como modelo simples para mimetizar membranas celulares. A NiTsPc é um semicondutor orgânico, aniônico e solúvel com água. Inicialmente foi investigada por calorimetria exploratória diferencial (DSC) a estabilidade das vesículas de DODAB em meio aquoso (dispersão) na presença e na ausência de NiTsPc, constatando que concentrações superiores a 0,2 mmo1/L de NiTsPc é capaz de impedir a formação de vesículas. Visando a fabricação dos filmes LbL, o tempo de imersão de um substrato sólido para a adsorção da primeira camada de DODAB foi determinado, assim como o efeito da limpeza do substrato foi investigado. O crescimento dos filmes LBL foi monitorado via espectroscopia de absorção no ultravioleta -visível (UV-Vis) e revelou um crescimento linear. A morfologia foi estudada via micro-Raman e microscopia de força atômica (AFM), mostrando a presença ou não de vesículas de DODAB dependendo da concentração da solução de NiTsPc utilizada no crescimento do filme LbL, em acordo com os resultados de DSC. Uma interação eletrostática entre os grupos polares do DADAB e da NiTsPc foi identificada via espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), sendo a principal força responsável pel...

Layer-by-Layer (LbL) films have been applied as transducer or as matrix to immobilize biomolecules in sensors and biosensors, respectively. Here, nanostructured films of dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) and nickel tetrasulfonated phthalocyanine (NiTsPc) were layer-by-layer assembled aiming to achievea synergistic effect considering the distinct properties of both materials. DODAB is a cationic synthetic lipid, which assembles in water as bilayer structures (vesicles) and can be used as models to mimic cell membranes. NiTsPc is an anionic organic and water soluble semiconductor. Prior to LbL growth, the structure of DOBAB vesicles in the absence and presence of NiTsPc aqueous solution was investigated by differential scanning calorimetric (DSC), whereas concentrations greater than 0,2 mmol/L NiTsPc is able to avoid the formation of vehicles. The immersed time necessary to form the first layer of DODAB onto a solid substrate and the effect of cleaning the substrate were investigated. The LbL film growth was monitored using ultraviolet-visible (UV-VIS) absorption spectroscopy, revealing a linear growth. The morphology was studied at via micro-Raman and atomic force microscopy (AFM), revealing the presence of DODAB vesicles depending on the NiTsPc concentration, which is in agreement with DSC data. An electrostatic interaction between the polar groups of DADAB and NiTsPc was identified via Fourier trasnform infrared absorption spectroscopy (FTIR), being the main driving force responsible for the LbL growth. As proof-of-principle, an electronic tongue composed by five sensing units was tested toward dopamine detection down to 10-6 mol/L by impedance spectroscopy. The sensing units were composed by platinum interdigitated electrodes coated with LbL films in five different architectures, which allowed one to infer about the role played... (Complete abstract click electronic access below)