Síntese e caracterização de silsesquioxanos ordenados e não-ordenados com o pró-ligante 4-(dimetilamino)piridina: desenvolvimento de novas plataformas eletroquímicas para a eletroanálise de anti-hipertensivos

Abstract

Dois novos materiais híbridos orgânico-inorgânicos, da classe dos silsesquioxanos, utilizando como pró-ligante a 4-(dimetilamino)piridina, foram sintetizados e totalmente caracterizados por técnicas espectroscópicas e morfológicas. O cloreto de 3-n-propil-4-(dimetilamino)piridínio silsesquioxano, designado como Si4DMAP+Cl?, é um silsesquioxano com estrutura desordenada e foi utilizado como um suporte para a ftalocianina tetrassulfonada de cobalto (II) para o desenvolvimento de uma nova plataforma eletroquímica. O novo sensor fabricado foi utilizado para a determinação de nifedipina, um anti-hipertensivo da classe das dihidropiridinas, e seu principal metabólito, dehidronifedipina. Esses fármacos podem ter pouca adesão ao organismo e, por isso, podem sofrer resistência à terapia anti-hipertensiva. Foram obtidos excelentes resultados no estudo individual e simultâneo desses dois compostos utilizando a voltametria de pulso diferencial, em condições ótimas de pré-concentração, em uma faixa linear de 0,015 ? 1,8 µmol L?1. Com uma separação entre picos de 0,2 V, obteve-se excelentes resultados em termos de sensibilidade e seletividade com valores de LOD de 6,2 nmol L?1 e 4,5 nmol L?1 para o fármaco nifedipina e o metabólito dehidronifedipina, respectivamente. A determinação destes dois analitos em amostras simuladas de soro e urina foi realizada com sucesso sem nenhuma interferência da matriz, tornando-se um potencial teste biomédico para a determinação desse fármaco e o principal metabólito. O outro material silsesquioxano, também inédito na literatura, é um material com estrutura ordenada T8, caracterizado pela formação de um cubo com oito átomos de silício e oito grupamentos orgânicos pendentes. Utilizando o mesmo pró-ligante do material desordenado, obteve-se então o cloreto de octakis(3-n-propil-4-(dimetilamino)piridínio) octasilsesquioxano, designado como POSS(4-DMAP+)8(Cl?)8. Esse material foi sintetizado e caracterizado com técnicas espectroscópicas e morfológicas e mostrou-se um material promissor para a estabilização de nanopartículas de paládio. As PdNPs foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão e apresentaram um tamanho médio de 3,0 nm. Utilizou-se o óxido de grafeno, GO, para a formação de um compósito ternário de Pd-NPs/POSS/GO. Este compósito formado serviu como uma nova plataforma eletroquímica para a criação de um novo método eletroanalítico para a determinação de um anti-hipertensivo da classe dos a-antagonistas, chamado clonidina e a determinação de norepinefrina, catecolamina que está atrelada à redução da sua produção após a ligação da clonidina aos receptores a2. Utilizando a voltametria de onda-quadrada, obteve-se uma faixa linear de 0,1 ? 8,0 µmol L?1 para ambos os analitos com valores de LOD de 42 e 11 nmol L?1 para a norepinefrina e clonidina, respectivamente. O sensor proposto foi utilizado na determinação simultânea de norepinefrina e clonidina em amostras de soro e urina sintéticas. Obtiveram-se ótimos resultados na determinação dos dois analitos, confirmadas pela exatidão obtida através do método comparativo de espectrometria UV-Vis. Dessa maneira, verifica-se neste trabalho a criação de dois novos métodos de monitoramento biomédico da eficácia medicamentosa de dois diferentes anti-hipertensivos.

Abstract: Two new organic-inorganic hybrid materials, from the silsesquioxane class, using 4-(dimethylamino)pyridine as pro-linker, were synthesized and fully characterized by spectroscopic and morphological techniques. 3-n-propyl-4-(dimethylamino)pyridinium chloride silsesquioxane, designated as Si4DMAP+Cl?, is a silsesquioxane with random structure and was used as a support for cobalt(II) tetrasulfonated phthalocyanine for the development of a new electrochemical platform. The new sensor was used for the determination of nifedipine, an antihypertensive of the dihydropyridine class, and its main metabolite, dehydronifedipine. These drugs may have poor adherence to the body and, therefore, may be resistant to antihypertensive therapy. Excellent results were obtained in the individual and simultaneous study of these two compounds using differential pulse voltammetry under optimal preconcentration conditions in a linear range of 0.015 ? 1.8 µmol L?1. With a peak separation of 0.2 V, excellent results were obtained in terms of sensitivity and selectivity with LOD values of 6.2 nmol L?1 and 4.5 nmol L?1 for the drug nifedipine and the metabolite dehidronifedipine , respectively. The determination of these two analytes in simulated serum and urine samples were successfully performed without any matrix interference, making them a potential biomedical test for the determination of this drug and the main metabolite. The other silsesquioxane material, also unpublished in the literature, is a material with an ordered structure T8, characterized by the formation of a cube with eight silicon atoms and eight pendant organic groups. Using the same pro-linker of the disordered material, octakis(3-n-propyl-4-(dimethylamino)pyridinium) octasilsesquioxane chloride was then obtained, designated as POSS(4-DMAP+)8(Cl?)8. This material was synthesized and characterized using spectroscopic and morphological techniques and proved to be a promising material for the stabilization of palladium nanoparticles. The PdNPs were characterized by transmission electron microscopy and had an average size of 3.0 nm. Graphene oxide, GO, was used to form a ternary composite of Pd-NPs/POSS/GO. This composite formed served as a new electrochemical platform for the creation of a new electroanalytical method for the determination of an antihypertensive of the a-antagonist class, called clonidine and the determination of norepinephrine, catecholamine which is linked to the reduction of its production after the binding of clonidine to a-2 receptors. Using square-wave voltammetry, a linear range of 0.1 ? 8.0 µmol L?1 was obtained for both analytes with LOD values of 42 and 11 nmol L?1 for norepinephrine and clonidine, respectively. The proposed sensor was used in the simultaneous determination of norepinephrine and clonidine in synthetic serum and urine samples. Excellent results were obtained in the determination of the two analytes, confirmed by the accuracy obtained through the comparative method of UV-Vis spectrometry. Thus, it is possible to verify in this work the creation of two new methods for biomedical monitoring of the drug efficacy of two different antihypertensive drugs.