Estudo eletroquímico da interação de oligassacarídeos prebióticos com membranas de bicamada lípidica

• Main Author: BARBOSA, Adriano Francisco
• Other Authors: SILVA, José Maurício Schneedorf Ferreira da
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Alfenas 2015
• Subjects: Oligossacarídeos; Comunicação celular; Membranas; QUIMICA::FISICO-QUIMICA
• Online Access: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/394

Neste trabalho estão apresentados a avaliação da interação de oligossacarídeos prebióticos com membranas de bicamada lipídica por voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica e o desenvolvimento de um eletrodo de pasta de carbono modificado para quantificação de quefirano, inulina e fruto – oligossacarídeos de chicória por voltametria cíclica e cronoamperometria. Inicialmente foram utilizadas as técnicas de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica para estudar os efeitos da interação de oligossacarídeos prebióticos (quefirano cultivado em meio aquoso, inulina e fruto- oligossacarídeo de chicória) com membranas de bicamada lipídica suportada em um eletrodo de Pt. O objetivo foi avaliar efeitos do tempo e da concentração na interação e verificar possíveis mecanismos de ação. A interação desses oligômeros sobre s-BLM de l-α- fosfatidilcolina/colesterol proporcionou o acesso dos íons de Fe(CN)6 -3/4- à superfície do eletrodo de Pt gerando correntes faradáicas. Verificou-se que esse acesso dos íons-sonda ocorre devido à formação de poros na s-BLM. O mecanismo sugerido para a interação envolve ligações de hidrogênio entre os grupos hidroxila dos carboidratos e o grupo fosfato do fosfolipídio. O modelo de interação proposto foi o de formação de tapete ligado, que proporciona efeitos semelhantes a um efeito detergente. Os resultados trazem informações que podem ajudar no entendimento sobre a ação direta de interações entre os oligossacarídeos prebióticos e as superfícies celulares, ambos relacionados com a atividade biológica desse grupo em vários modelos experimentais. Em outra etapa, foi desenvolvido um eletrodo de pasta de carbono modificado para detecção de carboidratos em geral incluindo os oligossacarídeos quefirano, inulina e fruto – oligossacarídeos de chicória. Nessa etapa trabalho, um eletrodo de pasta de carbono modificada foi otimizado para quantificação de carboidratos. O eletrodo apresentou maior sensibilidade para glicose quando utilizou-se 0,44% de α-naftilamina, 67/32.46% de grafite em pó / óleo mineral. Na construção do eletrodo inicialmente a porcentagem de carbono \ α- naftilamina passou por uma etapa de eletropolimerização em 0,2 HClO4 M, mantendo o potencial de 0,65 V por 250 s. Para incorporar íons Ni (II) no filme polimérico, a eletrodo foi colocado em uma solução aquosa de aquosa de 0,1 M NiCl2. A oxidação dos carboidratos, foi estudada por de voltametria cíclica em 0,1 M NaOH, velocidade de varredura 50mV / s e faixa de potencial de 0,150 a 0,580V. Foram estudados dezoito carboidratos (mono, di e polissacarídeos) obtendo curvas de calibração linear para dezesseis carboidratos com valores de coeficientes de correlação entre 0,984 - 0,999, respectivamente, a rhaminose e sacarose. O eletrodo modificado proporcionou limites de quantificação de 0,136, 0,241, 0,187, 0,140, 0,267, 0,121, 0,098, 0,188, 0,234, 0,285, 0,199 e 0,156 mmol.L-1, respectivamente, glicose, lactose, maltose, rhaminose, sacarose, galactose, frutose , arabinose e fucose, manose, trealose e xilose. Para os oligossacarídeos, os limites de quantificação foi de 16,18, 636,7 e 2125,44 mg.L-1 para oligossacarídeos de Kefir, frutooligosaccharides da chicória e inulina. === Present work to evaluate the interaction of oligosaccharides with prebiotic bilayer lipid membranes by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy and the development of an electrode modified carbon paste for the quantification of kefirano, inulin and fructo-oligosaccharide from chicory by cyclic voltammetry and chronoamperometry. Initially we have used cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy to study the interaction effects of prebiotic oligosaccharides (kefirano grown in water, inulin and fructo-oligosaccharide from chicory) with bilayer lipid membranes supported on a Pt electrode. The objective was to evaluate effects of time and concentration on the interaction and to identify possible mechanisms of action. The interaction of these oligomers on s-BLM of l-á- phosphatidilcoline/ cholesterol provided access of ions Fe(CN)6 -3/4- to the surface of Pt electrode generating faradaic current. It was found that the access of ions-probe is due to the formation of pores in the s-BLM. . The suggested mechanism seems to involve some hydrogen bonding between the carbohydrate and the phosphate head group of the phospholipid with a carpet-like model of interaction. The overall results can help in the knowledgement about direct molecular interactions between prebiotic oligosaccharides and cell surfaces, both related to the biological activity of this group in several experimental models. In another step, we developed an electrode modified carbon paste for the detection of carbohydrates in general including kefirano oligosaccharides, inulin and fructo-oligosaccharide from chicory. At this stage work, an electrode modified carbon paste was optimized for quantification of carbohydrates. The electrode showed a higher sensitivity to glucose when we used 0.44% á-naphthylamine, 67/32.46% of graphite / mineral oil. In the construction of the electrode initially the percentage of carbon \ á-naphthylamine went through a stage of electropolymerization in 0.2 M HCO4, keeping the potential of 0.65 V for 250 s. To incorporate ions Ni (II) in the polymer film, the electrode was placed in an aqueous solution of aqueous 0.1 M NiCl2. The oxidation of carbohydrates, was studied by cyclic voltammetry in 0.1 M NaOH, scan rate 50mV / s full potential of 0.150 to 0.580 V. Eighteen carbohydrates (mono, di and polysaccharides) obtained linear calibration curves for sixteen carbohydrate values of correlation coefficients between 0.984 to 0.999, respectively, rhamnose and sucrose. The modified electrode provided limits of quantification of 0.136, 0.241, 0.187, 0.140, 0.267, 0.121, 0.098, 0.188, 0.234, 0.285, 0.199 and 0.156 mmol.L-1, respectively, glucose, lactose, maltose, rhamnose, sucrose, galactose , fructose, arabinose and fucose, mannose, trehalose and xylose. For oligosaccharides, the limits of quantification was 16.18, 636.7 and 2125.44 mg.L- 1 for oligosaccharides Kefir, fructo-oligosaccharide from chicory and inulin === Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG