Costa, Alexandra Isabel Martins Paulo daMartins, Sónia Alexandra de AlmeidaChouzende, Maria Inês Vilar2024-03-232024-03-232023CHOUZENDE, Maria Inês Vilar - Nanopontos de carbono fluorescentes a partir de biomassa de microalgas: síntese, caraterização e atividade biológica. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2023. Dissertação de Mestrado.http://hdl.handle.net/10400.21/17211Trabalho final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica - Perfil BioprocessosEsta dissertação apresenta a síntese de Nanopontos de Carbono (NPsC) luminescentes realizada por métodos sustentáveis, utilizando como fonte de carbono a biomassa e uma cultura de Porphyridium cruentum, uma microalga vermelha marinha muito utilizada industrialmente devido às suas características únicas. Os NPsC obtidos foram submetidos a processos de purificação, incluindo filtração e extração líquido-líquido e caracterizados estruturalmente por espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e ressonância magnética nuclear de protão (RMN 1H). As suas propriedades fotofísicas foram analisadas utilizando técnicas de espetroscopia de absorção no estado fundamental (UV-Vis) e fluorescência de estado estacionário. A análise morfológica por microscopia de força atómica (AFM) foi também realizada para NPsC previamente selecionados. Os NPsC foram avaliados quanto à bioatividade, tendo sido estudadas as suas atividades antioxidante e antimicrobiana, bem como a sua citotoxicidade em diversas linhas celulares. Em paralelo, foi analisada por microscopia de fluorescência a interação de alguns NPsC com células animais e humanas (Vero, 3T3, HeLa e S180). Os NPsC sintetizados a partir da biomassa seca de P. cruentum por carbonização hidrotérmica com aquecimento convencional, apresentaram maiores rendimentos quânticos de fluorescência, comparativamente aos obtidos quer a partir da cultura da microalga, quer a partir da biomassa húmida. Por outro lado, o tratamento hidrotérmico da biomassa húmida produziu NPsC que revelaram uma maior bioatividade, exibindo tanto ação bacterioestática, como bactericida para E. coli e S. aureus, embora com atividade antioxidante moderada. Na generalidade, os NPsC produzidos não revelaram citotoxicidade para as linhas celulares testadas até 2000 µgmL-1, propriedade fundamental para aplicações biológicas. O recurso a microscopia de fluorescência permitiu visualizar a presença dos NPsC no interior das células animais e humanas em estudo.This dissertation presents the synthesis of luminescent Carbon Nanodots (CNDs) through sustainable methods, using biomass and a culture of Porphyridium cruentum, a marine red microalga widely used industrially due to its unique characteristics, as carbon sources. The obtained CNDs were subjected to purification processes, including filtration and liquid-liquid extraction, and were structurally characterized by Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR) and proton nuclear magnetic resonance (NMR 1H). Its photophysical properties were analyzed using ground-state absorption spectroscopy (UV-Vis) and steady-state fluorescence techniques. Morphological analysis by atomic force microscopy (AFM) was also performed for previously selected NPsC. The CNDs were evaluated for their bioactivity, and their antioxidant and antimicrobial activities were studied, as well as their cytotoxicity in several cell lines. In parallel, the interaction of some NPsC with animal cells (Vero, 3T3, HeLa and S180) was analyzed by fluorescence microscopy. The CNDs synthesized from the dried biomass of P. cruentum by hydrothermal carbonization with conventional heating showed higher quantum yields compared to those obtained from microalgae culture or wet biomass. On the other hand, hydrothermal treatment of the wet biomass produced NPsC that showed greater bioactivity, exhibiting both bacteriostatic and bactericidal action for E. coli and S. aureus, although with moderate antioxidant activity. In general, the NPsC produced showed no cytotoxicity for the cell lines tested up to 2000 µgmL-1 , a fundamental property for biological applications. The use of fluorescence microscopy made it possible to visualize the presence of the NPsC inside the animal and human cells under study.porNanopontos de carbonoMicroalgasFluorescênciaAtividade antioxidanteCitotoxicidadeCarbon nanodotsMicroalgaeFluorescenceAntioxidant activityCytotoxicitymaster thesis203469542