DETERMINAÇÃO NANOGRAVIMÉTRICA DE FILMES LB DE FOSFOLIPÍDIOS

Thais de Paula Rigoletto (PG), Maria Elisabete Darbello Zaniquelli (PQ),

Heinrich Haas (PQ) e José Fernando de Andrade (PQ)

Departamento de Química, Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto - USP – Ribeirão Preto

palavras-chave: fosfolipídios, microbalança à cristal de quartzo, filmes LB

Na técnica de preparação de filmes moleculares segundo Langmuir-Blodgett (LB), monocamadas de uma molécula orgânica anfifílica são primeiramente formadas na interface líquido-ar. Num segundo passo, a monocamada uniforme é depositada sobre um substrato sólido, sendo que esta pode ser repetida várias vezes a fim de se construir um filme orientado, com espessura definida. Existem características específicas da monocamada líquida que levam a um filme LB de boa qualidade: transferência completa da interface líquida para a sólida e manutenção da organização molecular. Apesar de monocamadas de fosfolipídios serem extensivamente estudadas na interface líquida, uma consulta à literatura demonstra que existem problemas com a deposição de filmes LB de boa qualidade dessas substâncias. A razão pode estar relacionada ao baixo fator de compressibilidade desses filmes que não atingem um estado sólido na superfície da água. A utilização de determinados íons na subfase podem levar à formação de monocamadas mais condensadas e, ao mesmo tempo, servir de ponte entre as camadas sucessivas no filme LB^1,2. Por outro lado, filmes LB de fosfolipídios de boa qualidade correspondem a matrizes interessantes para a deposição de proteínas, de importância na preparação de biossensores e bio-reatores.

Ácido dimiristoil fosfatídico (Sigma) (DMPA) foi utilizado para a preparação das monocamadas. Solução 1,0x10^-3 mol/L (Sigma) em clorofórmio (Merck) foi espalhada sobre solução aquosa de Zn(H₃CH₂COO)₂ (Merck) 1,0x10^-4mol/L, pH = 5,87,0. A velocidade de compressão e expansão dessas monocamadas foi de 0,24mm/s, numa temperatura de (24 + 1)^oC. A transferência das monocamadas para cristais de quartzo recobertos com eletrodos de ouro (International Crystal Manufacturer -E.U.A.) foi realizada mantendo-se a pressão superficial em (30+1)mN/m. As velocidades de imersão/emersão foram de 0,03mm/s, resultando em deposições do tipo Y. Filmes de boa qualidade devem resultar em massa constante depositada por camada e equivalente àquela retirada da interface líquida. Neste trabalho utilizamos a técnica da microbalança à cristal de quartzo (QCM) para a quantificação do material formador do filme pela técnica LB. O princípio desta técnica está relacionado com a proporcionalidade entre a variação de freqüência de ressonância do cristal piezelétrico e a massa depositada sobre a superfície do mesmo. Devido à sua sensibilidade, esta técnica permite determinar a massa depositada camada a camada.

Figura 1: Isoterma superficiais de monocamadas de DMPA sobre água pura (a) e sobre solução aquosa de Zn²⁼ 1,0x10^-4mol/L (b) a (24+1)^oC.

Figura 2 . Variação de massa com o número de camadas depositadas para superfície do ouro.

Na Fig.1(a) nota-se a presença da região de transição entre as áreas por molécula aproximadas de 63 e 45 Ų com pressão constante em torno de 6mN/m, mostrando a coexistência das fases liquido expandido e liquido condensado, característica dos fosfolipídios. A Fig.1 (b) mostra que as características da monocamada são fortemente influenciadas pela presença do íon zinco. A transição de fase entre os estados expandido e condensado é suprimida devido a uma forte interação dos íons Zn²⁺ com as cabeças polares do fosfolipídio. Realizou-se o estudo para a deposição do fosfolipídio sobre os eletrodos de ouro sem nenhum tratamento prévio. O desvio da linearidade na curva da figura é acentudado apenas para o primeiro ponto. O valor de Dm por camada obtido do coeficiente angular é de 115 ng.

Na pressão de deposição (30mN/m) a área por molécula do fosfolipídio é de 38Ų e a área recoberta sobre a parte ativa do cristal é de 0,392cm². Considerando que a estequiometria no filme seja Zn_1/2DMPA obtém-se 1,0x10¹⁴ moléculas depositadas, correspondente a 107ng. Esse valor difere em apenas 7,5% do valor encontrado através do uso da QCM. Esse resultado, juntamente com a linearidade do gráfico apresentado na Fig.2, atestam a boa qualidade dos filmes formados.

Desta forma, o uso de íons zinco na subfase proporciona a preparação de filmes LB de DMPA de boa qualidade,não havendo necessidade de tratamento prévio da superfície.

[1] Yazdanian, M.; Yu H.; Zograf, G. Langmuir 6 (1990) 1093

[2] Silva R.F.; Zaniquelli M. E. D.; Serra O .A .; Torriani I. L.; de Castro S. G. C. ; Thin Solid Films 324 (1998) 245

CNPq/PADCT, CAPES, FAPESP