Usuário(a):Bruna Tiburcio/Testes

Nanoválvulas são máquinas moleculares que simulam o funcionamento de uma válvula. Enquanto válvulas controlam o fluxo de fluidos na escala macroscópica, as nanoválvulas regulam o fluxo de moléculas na escala nanoscópica. Desse modo, elas apresentam potencial aplicação na liberação controlada de fármacos e enzimas.

Síntese

A síntese de uma nanoválvula foi primeiramente descrita em 2004 por Raquel Hernandez, Hsian-Rong Tseng, Jason W. Wong, J. Fraser Stoddart e Jeffrey I. Zink. Eles publicaram o trabalho no Journal of the American Chemical Society (JACS) sob o título An Operational Supramolecular Nanovalve (em português, Uma Nanoválvula Supramolecular Operacional). J. Fraser Stoddart, inclusive, é ganhador do prêmio Nobel de Química de 2016 pelo design e síntese de máquinas moleculares – em particular, pelo desenvolvimento de rotaxanos em 1991.

Nesse artigo, foi descrita a produção de nanoválvulas compostas por pseudorotaxanos anexadas a uma matriz de suporte de sílica porosa. Moléculas luminescentes de Ir(ppy)3 foram confinadas dentro dos poros e um agente redutor externo foi utilizado para abrir as nanoválvulas. O processo de liberação foi avaliado por espectroscopia de fluorescência.

Segundo Tiia-Riikka Tero e Maija Nissinen, pseudorotaxanos são uma classe de rotaxanos em que a molécula linear interna carece de grupos volumosos nas extremidades. Sua ausência permite a dissociação em seus dois componentes sem romper as ligações covalentes, visto que a presença desses grupos volumosos limitam o ciclo de movimento do macrociclo em torno do halter.

Dessa maneira, pseudorotaxanos funcionam como portas, onde a associação dos seus dois componentes permite o confinamento de moléculas dentro de matrizes porosas e a dissociação desses mesmos componentes permite a liberação dessas mesmas moléculas. Como a dissociação desses componentes é mediada por um estímulo externo ‒ por exemplo, pH, ligação competitiva, luz e controle redox ‒, o fluxo e passagem de moléculas a partir de um reservatório nanoscópico torna-se controlado e regulado. Desse modo, cria-se uma nanoválvula.

Aplicações

O maior potencial de aplicação das nanoválvulas é na liberação controladas de fármacos, enzimas e biomoléculas. Devido a essa capacidade,as nanoválvulas podem ser empregadas nas áreas de farmacologia, cosméticos, alimentícia e ambiental.