Realizado em Tereseina/PI, de 11 a 13 de Setembro de 2019.
ISBN 978-85-85905-26-2
TÍTULO: SÍNTESE DO LÁTEX DE POLIESTIRENO EM EMULSÃO EM DIFERENTE TEMPO DE SÍNTESE.
AUTORES: Rodrigues da Silva Neto, A. (UESPI) ; Karina Borges Costa, A. (UESPI) ; Alves Fernandes, K. (UESPI) ; Gabriele da Costa Sales, A. (UESPI) ; e Silva Sales, G. (UFPI) ; Lima Barbosa, M. (UESPI) ; da Silva Carneiro, R. (UESPI) ; da Conceição Lima, V. (UESPI)
RESUMO: O Látex de poliestireno monodisperso é amplamente utilizado em varias áreas da
tecnologia, tais como revestimentos de tintas, processamento de cerâmica, bem
como recentemente em aplicações biomédica. Alguns trabalhos de aplicação
biomédica usam-se partículas de látex adsorvidas com proteínas para testes
diagnósticos para artrite reumatoide. Então o trabalho tem como objetivo
realizar a síntese deste látex para o uso em ensaios bioletroquímicos e
sintetizar o látex de poliestireno por emulsão em diferentes tempos de
síntese, com o anseio de encontrar o menor tempo de síntese no qual o látex
apresente características e propriedades semelhantes às sínteses realizadas em
quantidade de tempo maiores.
PALAVRAS CHAVES: Poliestireno; Síntese; Látex
INTRODUÇÃO: O Látex de poliestireno monodisperso é amplamente utilizado em varias áreas
da tecnologia, tais como revestimentos de tintas, processamento de cerâmica,
bem como recentemente em aplicações biomédicas, como teste de diagnóstico,
liberação controlada de droga e adsorção de biomoléculas. Vários métodos
para a produção de látex de poliestireno monodisperso têm sido
desenvolvidos, como polimerização em emulsão, emulsionante livre de
polimerização, polimerização por precipitação e polimerização em dispersão
[1]. Alguns trabalhos de aplicação biomédica usam-se partículas de látex
adsorvidas com proteínas para testes diagnósticos para artrite reumatoide
[2], o uso dessas partículas tem sido de bastante relevância por
apresentarem resultados satisfatórios, são estudos que estão em fase de
desenvolvimento dentro do campo cientifico. O Látex de poliestireno é também
utilizado para diagnostico de doenças tais como Chagas e câncer, contagem de
glóbulos brancos e desenvolvimento de biossensor [3]. A adsorção de
proteínas na superfície do látex é conhecida por ser formada de várias
formas, tais como Forças de Van der Waals, ligação de hidrogênio e forças
eletrostáticas e hidrofóbicas [4]. A adsorção de proteínas na sua superfície
do látex de poliestireno também pode ser processada por grupos de superfície
reativos funcionalmente modificados tais como aldeído, amino, carbóxilo,
hidroxilo e sulfato [5]. A modificação de superfície com grupo reativos
funcionalizado é alcançado por copolimerização hidrofílica [6]. Este
trabalho descreve a obtenção de látex de poliestireno em diferente tempo de
síntese para se adequar ao uso de acoplamento de proteínas para diagnostico
de doenças para caracterização das sínteses nos diferentes tempos.
MATERIAL E MÉTODOS: Síntese de Poliestireno em emulsão
Partículas esféricas monodispersas de látex foram preparadas através de uma
reação de polimerização em emulsão, em que foram utilizados persulfato de
sódio (Na2S2O8, massa molar 238,06 g mol-1, VETEC), dodecilsulfato de sódio
(SDS) (C12H25SO4Na, massa molar 288,38 g mol-1, MERK), estireno (C8H8, 104,
15 g mol-1, SPECTRUM) e água Milli Q, seguindo o procedimento adaptado de
Moita Neto (1994).
A síntese começou com aquecimento 200 mL de água destila até a temperatura
de 80 ºC. Em seguida foram adicionados: 5 mL de SDS 5%, estireno 10 mL e 15
mL de persulfato de sódio. A síntese teve as seguintes durações: 1 hora, 2
horas, 3 horas, 4 horas, 5 horas e 6 horas, sendo que a temperatura 80 ºC
foi mantida durante toda síntese.
Caracterizações dos poliestirenos obtidos em diferentes tempos:
Determinação de tamanho de partículas
O diâmetro da partícula foi medido a 25 ºC usando Malvern Zetasizer Nano-
ZS90 Instrumento trabalhando em um ângulo de espalhamento fixo de 90º. Os
látex de poliestirenos obtidos foram diluídos (400 vezes) com água Milli Q.
Medidas de potencial Zeta (Ȥ).
Os látex de poliestirenos obtidos foram diluídos (400 vezes) com
água Milli Q. Tiveram a avaliação do potencial Zeta. Com detector em um
ângulo fixo de 90º, à temperatura de 25 °C. A medida foi realizada uma vez.
Espectroscopia de impedância elétrica
O analisador de impedância Solartron modelo SI 1260 acoplado ao
computador para obter a resposta elétrica foi utilizado. As amostras dos
látex de poliestireno obtidos foram adicionadas na ordem descrita acima na
célula de capacidade 50 mL e a sonda de medida foi utilizada . As medidas de
impedância foram analisadas numa faixa que varia de 0,1 a 1 x 107 Hz,
aplicando uma tensão de corrente alternada de 100 mV.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Tabela 1 traz resultados de diâmetro hidrodinâmico, índice de
polidispersão, potencial zeta (Ȥ) e condutividade dos látex de poliestireno
obtidos com diferentes tempos utilizados na síntese. Aplicando um teste T
pareado verificou-se que ocorreu diferença no tamanho médio obtido para dois
casos. O primeiro caso, 1 hora de síntese de látex, o qual apresentou
diâmetro médio 143,5 nm, e o de 6 horas de síntese de látex, o qual exibiu
um diâmetro médio de 170,3 nm, com p=0,009. No segundo caso comparando as
médias de 2 horas de síntese de látex, 153,10 nm, com 4 horas de síntese de
látex, 146,50 nm, com p= 0,035. Vale destacar que trabalhos para um novo
reagente de imunodiagnóstico para detecção da doença de Chagas o látex de
poliestireno para fixação de proteínas o tamanho médio foi maior que 300 nm,
apresentando cerca de 80% de acoplamento com antígeno Ag36 de Trypanosoma
cruzi, sendo que o tempo de obtenção do látex para esses trabalhos foram de
10 horas[6]. A média apresentada pelas seis sínteses nos diferentes tempos
foi 153,57 nm. Individualmente as médias foram: 1 hora 143,50±51,21 nm, 2
horas 153,10±40,75 nm, 3 horas 158,10±44,06 nm, 4 horas 146,50±38.64 nm, 5
horas 149,90±35,64 nm e 6 horas 170,30±55,64 nm. O teste t simples de
comparação mostrou que tais médias não apresentaram diferença significativa
quando comparada com a média das seis sínteses, valor de p = 0,766; 0,986;
0,875; 0,789; 0,875 e 0,654, respectivamente. Isso mostra que o tempo de 1
hora de síntese é suficiente para obter tamanhos de látex maior que 100 nm.
Tabela 1
Diâmetro hidrodinâmico (D), índice de
polidispersão (PDI), potencial zeta (Ȥ), e
condutividade dos látex de poliestireno obtidos
por emulsão.
Tabela 2
Os resultados do modelo para as amostras
sintetizadas em diferente tempo.
CONCLUSÕES: Em suma, a técnica de dispersão de luz dinâmica caracterizou os látex de
poliestireno obtidos nos diferentes tempos de síntese. Quanto ao tamanho foi
possível inferir que o menor tempo utilizado na síntese é satisfatório para
obter tamanho de látex superior a 100 nm, com elevada estabilidade comprovada
pelo potencial Zeta. Ainda foi possível inferir características semelhante
mesmo com diferentes tempos de síntese, pelo valor p próximo de 1, valor que
classifica os materiais como altamente capacitivos. Podendo ser usados em
plataformas como sensor para os mais variados diagnósticos doenças.
AGRADECIMENTOS: Ao laboratório de pesquisa GERATEC - UESPI e ao CNPq pelo financiamento da
pesquisa.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Cortez, S., A. Nicolau, M. C. Flickinger and M. Mota (2017). "Biocoatings: A new challenge for environmental biotechnology." Biochemical Engineering Journal 121: 25-37.
[2] Marrero, G., L. P. Delgado, H. Caroll, N. Ortiz, A. Musacchio and T. Menendez (2016). "Development of a polystyrene latex-based reagent for rheumatoid factor detection." Journal of Polymer Engineering 36(3): 239-243.
[3] Garcia, V. S., V. D. G. Gonzalez, I. S. Marcipar and L. M. Gugliotta (2014). "Immunoagglutination test to diagnose Chagas disease: comparison of different latex-antigen complexes." Tropical Medicine & International Health 19(11): 1346-1354.
[4] Jivapongvitoon, A., P. Sunintaboon, S. Loykulnant and K. Suchiva (2016). “Adosorption of water-extractable proteins in natural rubber latex serums by poly(methylmethacrylate)/polyethyleneimine core-shell nanoparticules”. Rubber Chemistry and Technology 89(1): 199-210.
[5] Slomkowski, S. and T. Basinska (2010). Polymer Nano- and Microparticle Based Systems for Medical Diagnostics. New Frontiers in Macromolecular Science. V. Cimrova and F. Rypacek. 295: 13-22.
[6] Gonzalez, V. D. G., L. M. Gugliotta, C. E. Giacomelli and G. R. Meira (2008). "Latex of immunodiagnosis for detecting the Chagas disease: II. Chemical coupling of antigen Ag36 onto carboxylated latexes." Journal of Materials Science-Materials in Medicine 19(2): 789-795.