dissertação
Uso de ciclodextrina na formação de complexos de inclusão com o hormônio masculinizante 17-α-metiltestosterona
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Resumo
A 17α-metiltestosterona (MT) é o andrógeno sintético mais
largamente empregado na reversão sexual de tilápias. Devido às suas
propriedades físico-químicas a ciclodextrina (CD) utilizada na formação de
complexos de inclusão com a metiltestosterona representa uma nova
possibilidade de método para inversão sexual. Neste trabalho foram
preparados os complexos de inclusão entre a metiltestosterona e a β-
ciclodextrina por liofilização, malaxagem e mistura física. O produto obtido
foi caracterizado por métodos espectroscópicos, análises térmicas e
microscopia. O comportamento do hormônio em presença de ciclodextrina
foi avaliado quanto à mudança de polaridade do ambiente de solvatação. A
avaliação da solubilidade e estimativa da estequiometria do complexo de
inclusão foi realizada por isotermas de solubilidade. A calorimetria
diferencial de varredura e a microscopia eletrônica de varredura foram
empregadas para avaliar a formação dos complexos em estado sólido. As
interações existentes entre hóspede e hospedeiro foram avaliadas por 1H
RMN e medidas de DOSY. Experimentos de ROESY 2D foram utilizados
para estabelecer a estrutura do complexo e como ocorre a interação
corroborando com os resultados de dinâmica molecular para a formação do
complexo de inclusão no vácuo. A formação do complexo de inclusão
propiciou um aumento de 6 vezes na solubilidade do hormônio, a formação
de um complexo com solubilidade limitada e estequiometria de 1:2
(MT:CD). A supressão dos picos endotérmicos do hormônio e da água de
solvatação das ciclodextrinas, assim como a alteração da morfologia dos
produtos obtidos confirmam a formação dos complexos de inclusão. Os
deslocamentos químicos de H3 e H5 da ciclodextrina apontam para uma
inclusão completa do hormônio na cavidade. Com o DOSY foi determinado
a constante de associação Ka = 2.846 L mol-1 e a fração complexada de 76%.
Testes de liberação mostraram a liberação mais lenta para os complexos
preparados por liofilização, sendo um percentual de 65% para o complexo de
razão molar 1:1 e de 50% para o 1:2. Os experimentos in vivo parecem
indicar que as formulações dos complexos são um método viável a ser
empregado comercialmente, no entanto os resultados, ainda são preliminares
e carecem de mais estudos. Assim, o uso da nanotecnologia, representada
pela associação da metiltestosterona com a β-ciclodextrina, apresenta forte
potencial para ser empregada na aquicultura para reversão sexual de tilápias.
Abstract
17α-methyltestosterone (MT) is the most widely used synthetic
androgen for sex reversal in tilapia. Due to its physicochemical properties,
the cyclodextrin (CD) used to form inclusion complexes with
methyltestosterone is a new possibility of sex reversal method. In this study,
inclusion complexes between β-CD and MT were prepared by
lyophilization, kneading and physical mixture. The product was
characterized by spectroscopic methods, thermal analysis and microscopy.
The behavior of the hormone in the presence of cyclodextrin was evaluated
for change in polarity of the solvation environment. Evaluation of solubility
and estimated stoichiometry of the inclusion complex were performed by
phase techniques. Differential scanning calorimetry and scanning electron
microscopy were used to assess the formation of complexes in the solid
state. The interactions between guest and host were evaluated by 1H NMR
and DOSY measurements. 2D ROESY experiments were used to establish
the structure of the complex, and how the interaction occurs, confirming the
results of molecular dynamics for the formation of the inclusion complex in
vacuum. The formation of the inclusion complex provided a 6-fold increase
in the solubility of the hormone, the formation of a complex with limited
solubility and a 1:2 stoichiometry (MT:CD). The suppression of endothermic
hormone peaks and water solvation of cyclodextrins, as well as the change in
morphology of the products obtained confirm the formation of inclusion
complexes. The chemical shifts of H3 and H5 in cyclodextrin point out to a
complete inclusion of the hormone in the cavity. The association constant
Ka=2.846 mol L-1and the complexed fraction of 76%was determined with
the DOSY. Release tests showed a slower release for the complexes
prepared by lyophilization, with 65% for the 1:1 molar ratio complex, and
50% for the 1:2 molar ratio complex. The in vivo experiments seem to
indicate that the formulations of the complexes are a viable method to be
used commercially; however, the results are still preliminary and require
further studies. Thus, the use of nanotechnology, represented by the
association of methyltestosterone with β-cyclodextrin, has strong potential to
be used in aquaculture for sex reversal of tilapia.
Descrição
Área de concentração
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Resumen
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Citação
CARVALHO, L. B. de. Uso de ciclodextrina na formação de complexos de inclusão com o hormônio masculinizante 17-α-metiltestosterona. 2014. 102 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2014.