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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.43.1999.tde-15082012-152330
Document
Author
Full name
Cilâine Verônica Teixeira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1999
Supervisor
Committee
Itri, Rosangela (President)
Ito, Amando Siuiti
Mascarenhas, Yvonne Primerano
Politi, Mario Jose
Tabak, Marcel
Title in Portuguese
Estudo da Influência de Aditivos (Decanol e Anestésico Local Tetracaína) em Sistemas Micelares
Keywords in Portuguese
Correlação angular gama-gama.
Decaimento de 194Au
Espectroscopia gama
Modelo coletivo
Níveis de 194Pt
Abstract in Portuguese
Neste trabalho estudamos a influência que os aditivos decanol e o anestésico local tetracaína (TTC) exercem sobre a estrutura de sistemas micelares. Foram estudadas particularmente a influência do decanol na estrutra das micelas do surfactante aniônico dodecil sulfato de sódio (SLS) e da TTC na estrutura micelar do SLS e do surfactante zwiteriônico N-hexadecil-N, N-dimetil-3-amônio-1-propanosulfonato (HPS). O estudo de soluções micelares concentradas (razão molar água:SLS, Mw= 45,2) do sistema binário SLS/água e do sistema ternário SLS/decanol/água por difração de raios X nas vizinhanças das transições de fase isotrópica (I) SETA hexagonal (Halfa) líqüido-cristalina indicam que existe um empacotamento das micelas em uma ordem hexagonal local na fase I do sistema binário, e a fase Halfa tem empacotamento típico de objetos finitos/rígidos. No sistema ternário, em contraste, o empacotamento é relaxado através de um crescimento micelar induzido pelo decanol e a fase Halfa, que ocorre a uma concentração molar decanol:SLS, Md = 0,20, tem um comportamento típico de objetos infinitos/flexíveis. Uma seqüência intrigante de fases HalfaSETA nemática cilíndrica (Nc) a Md= 0,25 foi também investigada e é atribuída a um efeito combinado de crescimento micelar e mudança na rigidez da micela, com aumento da quantidade de decanol. O subseqüente aumento em Md leva o sistema à transição de fase Nc SETA nemática discótica (Nd) (Md= 0,38), acompanhada de uma mudança de forma micelar cilindro SETA disco. A influência do decanol em soluções isotrópicas mais diluídas (Mw= 144,0) foi estudada por espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS) e analisada através das funções distribuição de distâncias p(r) e da distribuição de densidades eletrônicas rô(r). Os resultados mostram que micelas esferoidais crescem por influência do decanol e mudam de forma esferoide SETA cilindro a Md= 0,20 e cilindro SETA disco a Md APROXIMADAMENTE IGUAL A 0,40. Portanto, tornou-se evidente que a evolução de forma micelar do SLS pela influência do decanol é governada pela energia de curvatura da interface polar/apolar, uma vez que o decanol prefere localizar-se em interfaces planas, e que as transições de fase líqüido-cristalinas dependem dessas mudanças, associadas a efeitos de ordem estrutural em soluções concentradas. A influência da TTC em micelas aquosas de SLS e HPS foi estudada pelas técnicas espectroscópicas de fluorescência e ressonância paramagnética eletrônica (RPE) e por SAXS. Os resultados de fluorescência indicam que a droga é incorporada nas micelas, sendo que a TTC protonada se localiza mais próxima à interface polar/a polar das micelas, enquanto que a desprotonada penetra mais o interior hidrofóbico. Os resultados de RPE concordam com estas observações e indicam um aumento na organização molecular das micelas de SLS com a incorporação do anestésico local. Este aumento é mais pronunciado para micelas compostas por SLS e TTC carregada. Por outro lado, não foi observada nenhuma alteração significativa na organização molecular de micelas de HPS por influência da TTC. Através dos resultados de SAXS não foi observada nenhuma alteração na dimensão e na forma micelar por adição gradual de TTC neutra em SLS ou carregada em HPS, até a razão molar TTC:SLS, 'M IND. TTC'= 0,30. Já os resultados de SAXS para os sistemas compostos por SLS e TTC protonada evidenciam um crescimento de micelas elipsoidais prolatas com anisometria v APROXIMADAMENTE IGUAL A 1,5 a 'M IND. TTC'= 0 para v APROXIMADAMENTE IGUAL A 1,8 a 'M IND. TTC'= 0,20 e 0,30. Os resultados são discutidos em termos de alteração das forças envolvidas na formação micelar (eletrostáticas e hidrofóbicas) e da própria estrutura molecular da TTC.
Title in English
Study of the Influence of Additives (Decanol and Local Anesthetic Tetracaine) in micellar systems
Keywords in English
194Au Decay
collective model
Gamma spectroscopy
gamma-gamma angular correlation
Levels of 194Pt
Abstract in English
The influence of the aditives decanol and the local anaesthetic tetracaine on the micellar structure of the anionic surfactant sodium dodecyl sulfate (SLS) and zwiterionic N-hexadecyl-N, N-dymethyl-3-ammonio-1-propane-sulfonate (HPS) has been studied. The study of concentrated micellar solutions (water:SLS molar ratio, Mw= 45.2) of the binary system SLS/water and ternary SLS/water/decanol through X-ray diffraction dose to the liquid-crystalline isotropic (I) 'SETA' hexagonal (Halfa) phase transition indicates a local micellar hexagonal packing in the I phase in the binary system, whereas the Halfa phase exhibits a packing typic of finite/rigid objects. On the other hand, the ternary system presents a more relaxed packing through a micellar growth induced by decanol, and the Halfa phase, which occurs at the decanol:SLS molar ratio, Md= 0.20 has got a typical infinite/flexible objects behaviour. An intriguing Halfa 'SETA' cilindric nematic (Nc) phase sequence was also investigated at Md= 0.25 and has been atributed to the combined effect of the micellar growth and change of rigidity with the increasing in decanol amount. A further increase in Md leads to the Nc 'SETA' discotic nematic (Nd) transition (Md= 0.38), which is accompanied by the cylinder 'SETA' disc change of form. The infiuence of decanol in more diluted solutions of SLS/water (Mw= 144.0) has been studied through small-angle X-ray scattering (SAXS) and analysed through the distance distribution function p(r) and electronic density distribution rô(r). The results show that the spheroidal micelles grow due to the influence of decanol, changing from spheroid to cylinder form at Md= 0.20 and from cylinder to disc at Md= 0.40. Therefore, it became evident that the evolution of the SLS micellar shape under the effect of decanol is dominated by the bending curvature energy from the polar/apolar interface, since the decanol prefers the flat interfaces, and the liquid-crystalline phase transitions depend on these changes of shape, associated to structural order effects in concentrated solutions. The influence of TTC on SLS and HPS micelles were studied through fluorescence and electronic paramagnetic resonance espectroscopic techniques as well as by SAXS. The fluorescence results indicate that the drug incorporates into the micelles in such a way that the protonated TTC is localized close to the polar/apolar interface, whereas the uncharged form penetrates deeper into the hydrophobic core, in SLS micelles. The EPR results agree with the above observation besides indicating an increase in the SLS micellar molecular organization as the local anaesthetic is incorporated. Such an increase is more pronounced for micelles composed of SLS and charged TTC. On the other hand, no meaningful alteration in the HPS micelles molecular organization was observed under the TTC influence. From the SAXS results, we have not detected any changes in the micellar dimension and shape by gradual addition of either neutral TTC in SLS or charged TTC in HPS up to the TTC:SLS molar ratio ('M IND. TTC') of 0.30. Conversely, the SAXS results for systems composed of SLS and charged TTC have shown a micellar growth of prolate ellipsoidal micelles from anisometry v APROXIMADAMENTE IGUAL A 1.5 at 'M IND. TTC'= O to v APROXIMADAMENTE IGUAL A 1.8 at 'M IND. TTC'= 0.20 and 0.30. The results are discussed in the view of alterations in the forces involved in the micellar auto-assembling (electrostatic and hydrophobic) and the TTC structure.
 
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46154Teixeira.pdf (63.28 Mbytes)
Publishing Date
2012-08-15
 
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  • TEIXEIRA, C. V., et al. Local Anesthetic-induced Microscopic and Mesoscopic Effects in Micelles. A fluorescence, spin label and SAXS study. Biochimica et Biophysica Acta. Biomembranes, 2001, vol. 1510, p. 93-105.
  • TEIXEIRA, C. V., ITRI, R., and AMARAL, L. Q. Decanol Effect on micellar structure and phase transitions. Langmuir, 1999, vol. 4, p. 936-939.
  • TEIXEIRA, C. V., ITRI, R., and AMARAL, L. Q. Micellar Shape Transformation Induced by Decanol. A Study by Small-angle x-rau Scattering. Langmuir, 2000, vol. 16, p. 6102-6109.
  • ITRI, R., et al. Local Anesthetic - Induced Microscopic and Mesoscopic Effects in Micelles. A Fluorescence, Spin Label and SAXS Study. In Congresso de Biofisica do Cone Sul, LNLS, Campinas, 2000. Abstract.
  • ITRI, R., et al. Study of the Effect of Tetracaine in Sodium Lauryl Sulfate (SLS) Micelles. In XIth International Conference on Small Angle Scattering, Brookhaven, 1999. Abstracts., 1999. Abstract.
  • ITRI, R., TEIXEIRA, C. V., and AMARAL, L. Q. Decanol Influence on micellar structures and phase transitions. In 17th International Liquid Crystal Conference, Strasbourg, 1998. Abstracts., 1998. Abstract.
  • TEIXEIRA, C. V., ITRI, R., and AMARAL, L. Q. The Effet of Decanol on the Shape of Sodium Lauryl (dodecyl) Sulfate (SLS) Micelles. In 11th International Conference on Small Angle Scattering, New York, 1999. Abstract.
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