11º Encontro Nacional de Tecnologia Química
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.