DETECÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE ANTIMICROBIANOS USANDO ESPECTROSCOPIA RAMAN AMPLIFICADA POR SUPERFÍCIE
Introdução/objetivo: Os antimicrobianos são fármacos utilizados em tratamento de infecções. O uso indiscriminado destes fez com que os microorganismos criassem mecanismos de resistência que, segundo a OMS, até o ano 2050, podem levar a 10 milhões de mortes/ano. A falta de novos antimicrobianos para...
| Main Authors: | , , , , , , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Elsevier
2022-01-01
|
| Series: | Brazilian Journal of Infectious Diseases |
| Online Access: | http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1413867021004682 |
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|---|---|
| author | Caroline Guimarães Pançardes da Silva Marangoni Thiago Neves Machado Juliana Thaler Vinicius Pereira dos Anjos Frieda Saicla Barros Libera Maria Dalla Costa Rafael Eleodoro de Góes Wido Herwig Schreiner Arandi Ginane Bezerra Jr |
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| author_sort | Caroline Guimarães Pançardes da Silva Marangoni |
| collection | DOAJ |
| description | Introdução/objetivo: Os antimicrobianos são fármacos utilizados em tratamento de infecções. O uso indiscriminado destes fez com que os microorganismos criassem mecanismos de resistência que, segundo a OMS, até o ano 2050, podem levar a 10 milhões de mortes/ano. A falta de novos antimicrobianos para substituir os que se tornaram ineficientes torna imperativa a necessidade de garantir a eficácia dos atuais. Assim, o tema da resistência a antimicrobianos assume um caráter interdisciplinar, considerando as interseções que envolvem biologia, química e física. É nesta interseção, e com o uso de nanotecnologia, que se insere o presente trabalho. O estudo busca, através de avanços da amplificação plasmônica do espalhamento Raman (Surface Enhancement Raman Scattering-SERS), detectar e analisar antimicrobianos e sua degradação em meios biológicos, e a possibilidade da detecção de espectros de moléculas únicas, para formação de uma biblioteca de espectros para futuras pesquisas. Métodos: Os antibióticos avaliados foram da classe dos betalactâmicos em pó (Cefepime, Ceftriaxona e Ampicilina), e também soluções em água ultra pura, em concentrações de 100mM e diluições para obter concentrações muito baixas (< 1mM). Concentrações mais altas permitiram a obtenção de espectros Raman enquanto que os espectros SERS foram obtidos a partir de diluições às quais foram inclusas nanopartículas de elementos como Au, Bi, Co e Sb. Analisaram-se amostras de 1µl no microscópio confocal Raman com laser de operação de 532nm, objetiva de 50x e potência de 10mW (10s). Os espetros Raman/SERS obtidos permitem a caracterização dos antibióticos por meio de picos que constituem suas impressões digitais. Ao adicionar nanopartículas, os espectros permitem a detecção dos antibióticos em concentrações pequenas, servindo de ponto de partida para uma caracterização propiciando o uso da técnica no exame destes fármacos quando em contato com bactérias resistentes. Resultados: Os resultados demonstraram a possibilidade de detectar a impressão digital única desses antimicrobianos e a identificação dos espectros relativos, por exemplo, à quebra do anel betalactâmico. Há evidências de que os picos característicos dos antibióticos sofrem alterações na presença de bactérias resistentes. Conclusão: Com estes resultados, é possível visualizar, no caso dos antibióticos betalactâmicos, a vibração do anel betalactâmico e a sua quebra, demonstrando a possibilidade de detecção rápida da resistência antimicrobiana. |
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| publishDate | 2022-01-01 |
| publisher | Elsevier |
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| series | Brazilian Journal of Infectious Diseases |
| spelling | doaj.art-ef708162d1f546c4b1d9c82cd400b5bf2022-12-21T23:48:23ZengElsevierBrazilian Journal of Infectious Diseases1413-86702022-01-0126101999DETECÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE ANTIMICROBIANOS USANDO ESPECTROSCOPIA RAMAN AMPLIFICADA POR SUPERFÍCIECaroline Guimarães Pançardes da Silva Marangoni0Thiago Neves Machado1Juliana Thaler2Vinicius Pereira dos Anjos3Frieda Saicla Barros4Libera Maria Dalla Costa5Rafael Eleodoro de Góes6Wido Herwig Schreiner7Arandi Ginane Bezerra Jr8Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, PR, BrasilUniversidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, PR, BrasilUniversidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, PR, BrasilUniversidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, PR, BrasilUniversidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, PR, BrasilInstituto de Pesquisa Pelé Pequeno Príncipe, Curitiba, PR, BrasilUniversidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, PR, BrasilUniversidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, PR, BrasilUniversidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, PR, BrasilIntrodução/objetivo: Os antimicrobianos são fármacos utilizados em tratamento de infecções. O uso indiscriminado destes fez com que os microorganismos criassem mecanismos de resistência que, segundo a OMS, até o ano 2050, podem levar a 10 milhões de mortes/ano. A falta de novos antimicrobianos para substituir os que se tornaram ineficientes torna imperativa a necessidade de garantir a eficácia dos atuais. Assim, o tema da resistência a antimicrobianos assume um caráter interdisciplinar, considerando as interseções que envolvem biologia, química e física. É nesta interseção, e com o uso de nanotecnologia, que se insere o presente trabalho. O estudo busca, através de avanços da amplificação plasmônica do espalhamento Raman (Surface Enhancement Raman Scattering-SERS), detectar e analisar antimicrobianos e sua degradação em meios biológicos, e a possibilidade da detecção de espectros de moléculas únicas, para formação de uma biblioteca de espectros para futuras pesquisas. Métodos: Os antibióticos avaliados foram da classe dos betalactâmicos em pó (Cefepime, Ceftriaxona e Ampicilina), e também soluções em água ultra pura, em concentrações de 100mM e diluições para obter concentrações muito baixas (< 1mM). Concentrações mais altas permitiram a obtenção de espectros Raman enquanto que os espectros SERS foram obtidos a partir de diluições às quais foram inclusas nanopartículas de elementos como Au, Bi, Co e Sb. Analisaram-se amostras de 1µl no microscópio confocal Raman com laser de operação de 532nm, objetiva de 50x e potência de 10mW (10s). Os espetros Raman/SERS obtidos permitem a caracterização dos antibióticos por meio de picos que constituem suas impressões digitais. Ao adicionar nanopartículas, os espectros permitem a detecção dos antibióticos em concentrações pequenas, servindo de ponto de partida para uma caracterização propiciando o uso da técnica no exame destes fármacos quando em contato com bactérias resistentes. Resultados: Os resultados demonstraram a possibilidade de detectar a impressão digital única desses antimicrobianos e a identificação dos espectros relativos, por exemplo, à quebra do anel betalactâmico. Há evidências de que os picos característicos dos antibióticos sofrem alterações na presença de bactérias resistentes. Conclusão: Com estes resultados, é possível visualizar, no caso dos antibióticos betalactâmicos, a vibração do anel betalactâmico e a sua quebra, demonstrando a possibilidade de detecção rápida da resistência antimicrobiana.http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1413867021004682 |
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