Neste trabalho, estudou-se a síntese por sol-gel da ferrita de cobalto (CoFe2O4), variando-se a temperatura de tratamento térmico do xerogel. Nitrato de ferro e nitrato de cobalto foram utilizados como fonte de cátions e ácido cítrico como mineralizador. Os produtos obtidos, tratados a 750, 800 e 850°C, tiveram sua microestrutura e propriedades magnéticas investigadas no intuito de encontrar correlações entre as condições de síntese, as posições ocupadas pelos cátions dentro da estrutura espinélio do composto e as propriedades magnéticas medidas. Estudos de difratometria de raios X exibiram reflexões características da estrutura espinélio, o que sugere que o tratamento térmico não afetou significativamente a estrutura cristalina do material. Uma fração secundária de hematita também foi observada. As ferritas apresentaram área superficial específica (por BET) de aproximadamente 4 m².g-1. Imagens por MEV indicam que o material apresenta-se aglomerado. Quanto às propriedades magnéticas, um máximo de coercividade de 1405.2 Oersted foi encontrado para a amostra tratada a 800°C. Espectros Mößbauer indicaram um baixo grau de inversão nos espinélios formados, o que é incomum para a ferrita de cobalto. Subtraindo do espectro obtido por Mößbauer o excesso de ferro na forma de hematita, há um forte indicativo que a ferrita foi sintetizada de maneira sub-estequiométrica deficiente em ferro. / We herein report a study on the sol-gel synthesis of cobalt ferrite (CoFe2O4) and the effect of treatment temperature on the product outcome. Iron nitrate and cobalt nitrate were used as cation sources and citric acid as mineralizer. Products treated at 750, 800 and 850°C had their microstructure and magnetic properties assessed in order to correlate their synthesis conditions, the positions in which the cations are inserted in the spinel structure and the magnetic behavior displayed by the ferrites. X-ray diffractometry studies exhibit the characteristic reflections of spinel group materials, suggesting that the thermal treatment does not sensibly affect the crystalline structure of the material. A secondary fraction of hematite was also observed. The ferrites exhibit a specific surface area (from BET) of approximately 4 m².g-1. SEM images indicate the material forms agglomerates. As to the magnetic properties, a maximum of 1405.2 Oersted was achieved for the sample treated at 800°C. Mößbauer spectra indicate a fairly low inversion degree in the synthesized materials, which is rather unusual for cobalt ferrite. After deducting the iron fraction present in the form of hematite, there are strong indications that cobalt ferrite was synthesized as a substoichiometric iron-deficient spinel.

Submitted by ANA CAROLINA DE TOLEDO SANTANA null (actoledo@iq.unesp.br) on 2016-03-17T17:25:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Carol Final.pdf: 7825510 bytes, checksum: 921c29706ed56e5ef489712bae28fc30 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-03-21T20:10:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santana_act_me_iq_par.pdf: 4512361 bytes, checksum: 07a7dc911b2bdd27db8608948a16848b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-21T20:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santana_act_me_iq_par.pdf: 4512361 bytes, checksum: 07a7dc911b2bdd27db8608948a16848b (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho teve como principal objetivo estudar a atividade catalítica de soroalbumina bovina (BSA) em reações formadoras de uma nova ligação C-C: Reações aldólica, de Henry e Morita-Baylis-Hillman (MBH). Em todos os casos a BSA atuou como catalisador, visto que quando as reações foram realizadas sem sua presença, não houve formação dos produtos desejados. Os rendimentos obtidos para as reações aldólica (37%), Henry (80%) e MBH (73%), variaram de bons a moderados e não foi observada enantiosseletividade para nenhuma das reações estudadas. As soroalbuminas são proteínas que formam muita emulsão dificultando os processos downstream na separação dos produtos e materiais de partida. Visando minimizar este inconveniente, a BSA foi submetida à imobilização em MCLEA (magnetic cross-linking enzyme aggregates) utilizando nanopartículas magnéticas de óxido de ferro. Nestes casos, o biocatalisador pôde ser facilmente retirado do meio reacional com aplicação de um campo magnético externo. Esta metodologia afetou diretamente no rendimento da reação de Henry, passando de 80% para 89%. Porém, para as outras reações a melhoria no rendimento não foi tão expressiva. A imobilização também não foi eficaz para o aumento dos excessos enantioméricos. Até o momento para a reação de MBH com os substratos utilizados, não há relatos na literatura para a síntese do aduto desejado catalisado pela BSA. Sendo assim, optamos por realizar um planejamento fatorial completo dessa reação visando otimizar as condições reacionais bem como os rendimentos. As variáveis estudadas foram: temperatura, concentração do biocatalisador e condição do biocatalisador (livre ou imobilizado). Os resultados obtidos mostraram que a variável com maior influência na reação, é a concentração do biocatalisador. A conversão obtida passou de 30% para 40% utilizando 2,2 μmol de BSA. Em seguida, realizamos um estudo de ascendência da concentração do catalisador visando otimizar este parâmetro. A conversão obtida passou para 73% quando foram utilizadas 3,7 μmol de biocatalisador imobilizado. Realizamos um estudo de reciclagem do biocatalisador imobilizado. Foi possível reutiliza-lo porém com diminuição da conversão a partir do segundo ciclo. Os resultados obtidos nesta dissertação evidenciam o potencial biocatalítico da BSA em reações para a formação de ligação C-C. / This work aimed to study the catalytic activity of bovine serum albumin (BSA) in reactions that form a new C-C bond: aldol reactions, Henry and Morita-Baylis-Hillman (MBH). In all cases BSA served as the catalyst, whereas when the reactions were carried out without their presence there was no formation of the desired products. The yields obtained for aldol reactions (37%), Henry (80%) and MBH (73%), ranged from good to moderate enantioselectivity and was not observed for any of the studied reactions. The serum albumins are proteins that form the much emulsion difficulting downstream processes in separation of the products and starting materials. To minimize this inconvenience, the BSA was subjected to immobilization in M-CLEA (magnetic cross-linking enzyme aggregates) using magnetic nanoparticles of iron oxide. In these cases the biocatalyst could be easily removed from the reaction medium by applying an external magnetic field. This methodology directly affect the yield of the Henry reaction, from 80% to 89%. However, for other reactions the improvement of yields was less pronounced. The immobilization was also not effective for improving the enantiomeric excess. So far for the MBH reaction with the worked substrates, there are no reports in the literature for the synthesis of the desired adduct catalyzed by BSA. So we decided to study a full factorial design of this reaction to optimize the reaction conditions and yields. The variables studied were: temperature, the biocatalyst concentration and biocatalyst conditions (free and immobilized). The concentration of biocatalyst was the major factor with interference in all reactions. The conversion increased from 30% to 40% using 2.2 μmol of BSA. Then we perform a study of catalyst concentration to optimize this parameter. The conversion increased to 73% when they were used 3.7 μmol immobilized biocatalyst. To evaluate the retention of catalytic activity of BSA immobilized, it was performed a study of the immobilized biocatalyst recycling. It was possible the reuse but with reduced conversion from the second cycle. The results obtained in this work demonstrated the potential of BSA in C-C bond formation reactions.

Submitted by ANA KARLA PEREIRA RODRIGUES (anakarla_@hotmail.com) on 2017-08-03T14:38:21Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 14733739 bytes, checksum: 0038b680f5c8c43d5ec591f62505739b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-03T14:38:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 14733739 bytes, checksum: 0038b680f5c8c43d5ec591f62505739b (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Knoevenagel condensation is one of the most important methods to perform new C-C bonds in organic compounds, and it was used at least in one-step on the synthesis of several molecules. The N-acylhydrazones, in turn, are molecules with considerable biological activity, which increased the number of papers involving the synthesis of N-acylhydrazones in the last years. This present work consists of the use of magnetic nanoparticles functionalized as catalysts in the Knoevenagel condensations and the synthesis of N-acylhydrazones. The magnetic nanoparticles, Fe3O4, were prepared by the chemical co-precipitation method, coated with sílica, Fe3O4@SiO2, and functionalized with amino groups (Fe3O4@SiO2-3N, which 3N = N1-(3-trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine) and lanthanide ions (Fe3O4@SiO2-1N-EDTA-Tb3+, which 1N = (3-aminopropyl)trimethoxysilane). These materials were characterized by absorption spectroscopy in infrared region, X-ray diffraction (X-RD), thermogravimetric analysis, elemental analysis of carbon, hydrogen and nitrogen, and magnetization measurements. The Fe3O4@SiO2-3N magnetic nanoparticles were used as catalysts in the Knoevenagel condensation, showing good isolated yields (71-100%) and reaction times (10-45 min). The amino groups in the functionalized magnetic nanoparticle act as bases, promoting the desprotonation of methylene group, and as catalyst in the reaction, activating the carbonylic carbon by the iminium ion formation. The Fe3O4@SiO2-1N-EDTA-Tb3+ magnetic nanoparticles were used as catalysts in the synthesis of N-acylhydrazones, showing also good isolated yields (65-95%) and reaction times (2-180 min). In conclusion, the magnetic nanoparticles synthetized showed a good catalytic activity, easilly recovered by magnetic separation and reused in subsequent reactions. / A reação de condensação de Knoevenagel é uma das reações mais utilizadas em síntese orgânica para formação de ligação C–C, sendo usada como uma das etapas para a síntese de várias moléculas. As N-acilidrazonas, por sua vez, são moléculas que apresentam considerável atividade biológica, o que impulsionou os trabalhos envolvendo a síntese das mesmas nos últimos anos. O presente trabalho consiste na utilização de nanopartículas magnéticas funcionalizadas como catalisadores nas reações de condensação de Knoevenagel e na síntese de N-acilhidrazonas. As nanopartículas magnéticas (magnetita, Fe3O4) foram sintetizadas pelo método de coprecitação química, revestidas com sílica (Fe3O4@SiO2) e funcionalizadas com grupos aminos (Fe3O4@SiO2-3N, em que 3N = N1-(3-trimetoxisililpropril)dietilenotriamina) e com íons terras raras adsorvidos (Fe3O4@SiO2-1N-EDTA-Tb3+, em que 1N = 3-aminopropiltrimetoxissilano). Elas foram caracterizadas por espectroscopia de absorção na região do infravermelho, DR-X, análises termogravimétricas, análise elementar de carbono, hidrogênio e nitrogênio e medidas de magnetização. As nanopartículas magnéticas Fe3O4@SiO2-3N foram usadas como catalisadores nas reações de condensação de Knoevenagel, apresentando bons rendimentos isolados (71-100%) e tempos reacionais (10-45 min). Os grupos aminos presente no material atuam como base, promovendo a desprotonação do metileno, e como catalisador na reação, ativando o carbono carbonílico através da formação do íon imínio. Já as nanopartículas magnéticas Fe3O4@SiO2-1N-EDTA-Tb3+ foram utilizadas como catalisadores na síntese das N-acilidrazonas, também apresentando bons rendimentos isolados (65-95%) e tempos reacionais (2-180 min). Em linhas gerais, as nanopartículas magnéticas sintetizadas apresentaram boa atividade catalítica, sendo facilmente recuperada por separação magnética e reutilizada em reações subsequentes.

Submitted by Anna Carolina Telatin Tognolo null (carol.telatin@hotmail.com) on 2017-08-31T18:27:57Z No. of bitstreams: 1 Defesa_final Anna Carolina Telatin Tognolo.pdf: 2257425 bytes, checksum: 23469d70943bc2e64ecd46da99e37dc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-09-01T14:39:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tognolo_act_me_araiq.pdf: 2257425 bytes, checksum: 23469d70943bc2e64ecd46da99e37dc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T14:39:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tognolo_act_me_araiq.pdf: 2257425 bytes, checksum: 23469d70943bc2e64ecd46da99e37dc2 (MD5) Previous issue date: 2017-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O câncer é uma das doenças mais desafiadoras e não solucionadas até hoje na medicina moderna. Apesar das terapias padrões como radioterapia, quimioterapia, cirurgia ou combinações desses tratamentos serem efetivos, esses procedimentos apresentam diversos efeitos colaterais. Portanto, há uma vasta investigação por tratamentos alternativos a fim de diminuir os efeitos colaterais dessas terapias. Nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (NP) modificadas com polímeros termossensíveis, vêm sendo desenvolvidas como um sistema de liberação controlada de fármaco e hipertermia magnética. Na presença de um campo magnético alternado externo (AC), esses sistemas são aquecidos induzindo a transição do polímero e, consequentemente, liberando o fármaco. Sendo assim, a proposta deste trabalho foi o desenvolvimento de um nanosistema terapêutico multifuncional. Nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro foram sintetizadas, funcionalizadas com o alcoxisilano 3-mercaptopropil – trimetoxisilano (MPTS) e modificadas com o copolímero termossensível Poli(N-isopropilacrilamida-co-dimetilacrilamida), P(NIPAAm-co-DMAAm), para encapsulamento e liberação controlada do fármaco quimioterápico metotrexato e no tratamento por hipertermia magnética. A funcionalização com o MPTS foi confirmada por espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) e pela análise termogravimétrica (TGA). A copolimerização na superfície das nanopartículas foi confirmada pelas técnicas de FT-IR, medidas de potencial zeta, TGA e pela medida do diâmetro hidrodinâmico em função da temperatura. Determinou-se a baixa temperatura crítica de solução (LCST) do copolímero sintetizado, através da espectroscopia no UV-vis em função da temperatura. O valor de LCST determinado foi de 40,5 ºC e está dentro do esperado para aplicações biomédicas. Pela microscopia eletrônica de transmissão (MET), observou-se que as nanopartículas magnéticas apresentaram forma esférica e estreita distribuição de tamanho mesmo após serem modificadas com o copolímero. Os resultados obtidos na magnetermia, mostraram que as amostras aquecem quando são submetidas a um campo magnético externo, atingindo temperaturas esperadas para a hipertermia. E por fim, o encapsulamento e a liberação do metotrexato foram realizados com êxito, sendo que a liberação do fármaco acima da LCST do copolímero, apresentou melhor resultado quando comparado com a liberação abaixo dessa temperatura. / Nowadays, cancer is one of the biggest challenges in medicine. Besides the standards treatments such as chemotherapy, radiotherapy and surgery been affect, those procedures have several sides effects. In order to reduce the sides effects, there is extensive research for alternative treatments. Iron oxide magnetic nanoparticles (NP) modified with thermosensitive polymers, has been developed as a simultaneous system, for drug delivery and for magnetic hyperthermia. In the presence of an alternating magnetic field (AC), this system will be heated, inducing a phase transition of the thermoresponsive polymer and them, consequently releasing the drug inside the tumor cells. Therefore, the proposed of this work is the development of a therapeutic multifunctional nanosystem. Iron oxide magnetic nanoparticles were synthesized, functionalized with the alkoxysilane 3- mercaptopropyl trimethoxysilane (MPTS) and modified with the thermoresponsive copolymer P(NIPAAm-co-DMAAm), for the encapsulation and controlled release of the methotrexate (MTX) and for the magnetic hyperthermia. The surface modification of nanoparticles was monitored by Fourier Transform Infrared spectroscopy (FT-IR). TEM images showed nanoparticles with average size of 10 nm. The hydrodynamic diameter of the nanosystem as a function of the temperature was measured by dynamic light scattering and the hydrodynamic diameter for the P(NIPAAm-coDMAAm) surface modified nanoparticles, changes near 40 °C. Under an alternative AC, the nanosystem showed a high performance for hyperthermia treatment. Drug loading and release rate of methotrexate at different temperatures showed ideal behaviour for its application as drug delivery system.

Nous avons étudié la stabilisation de microbulles d’air par les tensioactifs semi-fluorés CF3(CF2)n-1(CH2)mOP(O)(OH)2 (FnHmPhos, où n = 8, 10, m = 2) et des nanoparticules magnétiques d’oxyde de fer et de ferrite de cobalt. Ces nouveaux objets combinant propriétés acoustiques et magnétiques pourraient servir d’agent de contraste à la fois en échographie et en imagerie IRM. Nous avons étudié des propriétés physico-chimiques des tensioactifs en solution et à l’interface aireau. Nous avons montré par tensiométrie dynamique et par des études de films de Langmuir que les tensioactifs F8H2Phos et F10H2Phos forment des monocouches dont le module élastique est très élevé, ce qui favorise la stabilisation de bulles de petite taille ainsi que de bulles non-sphériques. Nous avons proposé une approche de dégonflement/gonflement contrôlé en faisant varier la pression dans la bulle par la température et nous avons étudié le froissement de la paroi des bulles pendant le dégonflement. Des microbulles portant des nanoparticules ont été obtenues dans une suspension des nanoparticules d’oxyde de fer ou de ferrite de cobalt en présence de F8H2Phos ou F10H2Phos, en déstabilisant la suspension par NaCl, ce qui permet de diminuer la barrière électrostatique entre les nanoparticules et la surface des bulles et de favoriser l’adsorption. Les microbulles obtenues sont stables pendant plus d’une semaine grâce à la paroi rigide des nanoparticules. / The stabilization of air microbubbles by semi-fluorinated surfactants CF3(CF2)n-1(CH2)mOP(O)(OH)2 (FnHmPhos, where n = 8, 10, m = 2) and iron oxide nanoparticles was studied in order to design novel microbubbles that possess both acoustical and magnetic properties. Such microbubbles have potential applications as dual constrast agents by enhancing the signals from both ultrasonography and MRI imaging. We have studied physic-chemical properties of the surfactants in solution and at water-air interface. We have demonstrated by dynamic tensiometry and studies of Langmuir monolayers that F8H2Phos and F10H2Phos form highly elastic interfacial films that are favorable for long-term stabilization of small bubbles and bubbles of non-spherical shape. We designed an approach of temperature-controlled pumping/shrinking of the microbubbles and demonstrated the correlation of the collapse structures of the bubble shell with microbubble stability. The stabilization of microbubbles by iron oxide or cobalt ferrite nanoparticles was achieved by destabilizing the nanoparticle suspension in the presence of F8H2Phos or F10H2Phos. Under these conditions the nanoparticles were adsorbed onto the surface of the microbubbles forming a rigid shell which enhanced their stability and lengthened their lifetime to greater than one week.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-17T11:10:23Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Allancer Divino de Carvalho Nunes - 2014.pdf: 5175346 bytes, checksum: 1e60736516af5e62d78025a4446fc336 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-05-17T12:59:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Allancer Divino de Carvalho Nunes - 2014.pdf: 5175346 bytes, checksum: 1e60736516af5e62d78025a4446fc336 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-17T12:59:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Allancer Divino de Carvalho Nunes - 2014.pdf: 5175346 bytes, checksum: 1e60736516af5e62d78025a4446fc336 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Magnetic Nanoparticles (MNPs) have been used for various biomedical applications. Importantly, manganese ferrite-based nanoparticles have a useful magnetic resonance imaging characteristics and potential for magnetic hyperthermia treatment, but their effects in the cardiovascular system are poorly reported. Thus, the objectives of this study were to determine the cardiovascular effects of four different types of manganese ferrite-based nanoparticles: albumin-coated (MnFe2O4 Albumin); citrate-coated (MnFe2O4 Citrate); tripolyphosphate-coated (MnFe2O4 Phosphate); and bare nanoparticles (MnFe2O4 Ionic). The direct effects of the MNPs on cardiac contractility were evaluated in isolated perfused rat hearts. The MnFe2O4 Citrate, but not MnFe2O4 Phosphate and MnFe2O4 Ionic induced a transient decreased in the Left Ventricular End Systolic Pressure. The MnFe2O4 Phosphate and MnFe2O4 Ionic, but not MnFe2O4 Citrate induced an increase in Left Ventricular End Diastolic Pressure which resulted decrease in a Left Ventricular End Developed Pressure. Indeed, MnFe2O4 Phosphate and MnFe2O4 Ionic also caused a decrease in the maximum dP/dt and minimum dP/dt. The three MNPs studied induced an increase in the perfusion pressure of isolated hearts. It is important to note that the ionic nanoparticle induced more significant changes in cardiac function. Interestingly, coating the bare nanoparticles with albumin reverted the MnFe2O4 Ionic-induced cardiac effects. MnFe2O4 Ionic, but not MnFe2O4 Phosphate or MnFe2O4 Citratre, induced a slight vasorelaxant effect in the isolated aortic rings. None of the MNPs were able to change heart rate or arterial blood pressure in conscious rats. In summary, the responses on ventricular function were found to be strongly dependent upon the surface nanoparticles coating layer. Also, although the MNPs were able to induce effects ex vivo, no significant changes were observed in vivo. Thus, given the proper dosages, these MNPs should be considered for possible therapeutic applications. / As Nanopartículas Magnéticas (NPMs) têm sido utilizadas em várias aplicações biomédicas. É importante ressaltar que as nanopartículas de Ferrita de Manganês (MnFe2O4) possuem características essenciais para a ressonância magnética e grande potencial para o tratamento com hipertermia magnética, entretanto seus efeitos sobre o sistema cardiovascular são pouco relatados. Assim, o objetivo desse estudo foi determinar os efeitos cardiovasculares de quatro tipos diferentes de nanopartículas de ferrita de manganês: recoberta com a albumina (MnFe2O4 Albumina); recoberta com citrato (MnFe2O4 Citrato); recoberta com tripolifosfato (MnFe2O4 Fosfato); erecoberta com iônico (MnFe2O4 Iônico). Os efeitos diretos das NPMs na contratilidade cardíaca foram avaliados em corações isolados de ratos. A nanopartícula MnFe2O4 Citrato, e não MnFe2O4 Fosfato e Iônico induziu uma diminuição transitória da Pressão Intraventricular Sistólica (PIS). Somente as nanopartículas MnFe2O4 Fosfato e Iônico aumentaram a Pressão Intraventricular Diastólica (PID), resultando na diminuição da Pressão Desenvolvida no Ventrículo Esquerdo (PDVE). Essas nanopartículas também causaram dimunição da dP/dt máxima e dP/dt mínima. Essas três nanopartículas magnéticas estudadas induziram um aumento na Pressão de Perfusão (PP) de corações isolados. É importante notar que a nanopartícula iônico induziu as maiores alterações significantes na função cardíaca. Interessantemente o revestimento dessas nanopartículas com Albumina reverteram os efeitos cardíacos provocados pela MnFe2O4 Iônico. A MnFe2O4 foi a única a causar um ligeiro efeito vasorrelaxante em anéis isolados de aorta. Nenhuma das NPMs alterou a frequência cardíaca e pressão arterial em ratos acordados. Sumarizando, os efeitos encontrados na função ventricular estão fortemente ligados com a superfície de recobrimento das nanopartículas. Além disso as NPMs induziram efeitos ex vivo, entretanto não foram observados nenhum efeito in vivo. Assim, tendo em conta as dosagens adequadas, estas NPMs devem ser consideradas para possíveis aplicações terapêuticas.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-09T11:38:28Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anielle Carvalho Bandeira - 2016.pdf: 3728087 bytes, checksum: 11425e90569d00c562e5046dfd39fd10 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-10-09T12:50:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anielle Carvalho Bandeira - 2016.pdf: 3728087 bytes, checksum: 11425e90569d00c562e5046dfd39fd10 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-09T12:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Anielle Carvalho Bandeira - 2016.pdf: 3728087 bytes, checksum: 11425e90569d00c562e5046dfd39fd10 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-16 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Nanotechnology involves the creation and use of materials, devices and systems through control of matter on the manometer scale. It has positive impact on medicine involving the treatment and diagnosis. Drug delivery systems prepared with nanostructures have the ability to overcome biological barriers and optimizing drug release. However, one of the main challenges in the use of these systems is their internalization by macrophages. This study aims to prepare and characterize polymer nanoparticles formed by biodegradable polymers and investigate its impact on the function of macrophages in vitro by the observation of cell viability, phagocytic activity and cytokine production. Also, was investigate the cytokine profile in serum and splenocytes culture supernatant from Balb/C mice injected with chitosan nanoparticles. The chitosan and chitosan-containing magnetic nanoparticles were prepared by ionic gelation crosslinking, resulting in a morphology "nearly spherical" and positive zeta potential. The PLGA prepared by emulsification and solvent evaporation method presented spherical morphology and negative zeta potential. All preparations had a diameter smaller than 300 nanometers and polydispersity index lower than 0.5. Nanoparticles of chitosan and PLGA affected the viability of macrophages in vitro only at the highest concentration tested (4 mg/mL). The chitosan nanoparticles containing magnetic nanoparticles were internalized by macrophages after 4h and 24h of incubation. Different nanoparticles triggered high production of TNF- and low IL12p40 production and IL-10. Serum and splenocytes culture supernatant was observed in both the production of IFN- as IL-4. However, IL-4 production was higher than that of IFN-. / A nanotecnologia envolve a criação e utilização de materiais, dispositivos e sistemas através do controle da matéria na escala manométrica. Apresenta impactos positivos na medicina que envolve desde o diagnóstico ao tratamento de doenças. Sistemas de entrega de fármacos apresentam a capacidade de superar barreiras biológicas e otimizar a liberação de um fármaco. No entanto, um dos principais desafios na utilização desses sistemas é a sua internalização pelos macrófagos. Esse estudo objetiva preparar e caracterizar nanopartículas poliméricas formadas por polímeros biodegradáveis e investigar o seu impacto na função dosmacrófagos in vitro através da observação da viabilidade celular, atividade fagocítica e produção de citocinas. Além do perfil de citocinas no soro e sobrenadante de cultura de esplenócitos provenientes de camundongos Balb/C que foram injetados com uma suspensão de nanopartículas de quitosana. As nanopartículas de quitosana e quitosana contendo magnéticas foram preparadas por gelificação iônica apresentando morfologia reticular e “quase esférica”, respectivamente, e potencial zeta positivo. As de PLGA preparadas por emulsificação e evaporação do solvente apresentaram morfologia esférica e potencial zeta negativo. Todas apresentaram diâmetro menor que 300 nanômetros e índice de polidispersão menor que 0,5. As nanopartículas de quitosana e de PLGA afetaram a viabilidade de macrófagos in vitro apenas na maior concentração testada (4mg/mL). As nanopartículas de quitosana contendo magnética foram internalizadas pelos macrófagos em 4h e 24h de incubação. As diferentes nanopartículas desencadearam a produção elevada de TNF- e baixa produção de IL12p40 e IL-10. No soro e no sobrenadante da cultura de esplenócitos foi observada tanto a produção de INF- quanto de IL-4. No entanto, a produção de IL-4 foi maior que a de IFN-.

As diversas aplicações tecnológicas de nanopartículas magnéticas (NPM) vêm intensificando o interesse por materiais com propriedades magnéticas diferenciadas, como magnetização de saturação (MS) intensificada e comportamento superparamagnético. Embora MNP metálicas de Fe, Co e bimetálicas de FeCo e FePt possuam altos valores de MS, sua baixa estabilidade química dificulta aplicações em escala nanométrica. Neste trabalho foram sintetizadas NPM de Fe, Co, FeCo e FePt com alta estabilidade química e rigoroso controle morfológico. NPM de óxido metálicos (Fe e Co) também foram obtidas. Dois métodos de síntese foram empregados. Usando método baseado em sistemas nanoheterogêneos (sistemas micelares ou de microemulsão inversa), foram sintetizadas NPM de Fe3O4 e Co metálico. Foram empregados surfactantes cátion-substituídos: dodecil sulfato de ferro(III) (FeDS) e dodecil sulfato de cobalto(II) (CoDS). Para a síntese das NPM, foram estudados e determinados a concentração micelar crítica do FeDS em 1-octanol (cmc = 0,90 mmol L-1) e o diagrama de fases pseudoternário para o sistema n-heptano/CoDS/n-butanol/H2O. NPM esferoidais de magnetita com3,4 nm de diâmetro e comportamento quase-paramagnético foram obtidas usando sistemas micelares de FeDS em 1-octanol. Já as NPM de Co obtidas via microemulsão inversa, apesar da larga distribuição de tamanho e baixa MS, são quimicamente estáveis e superparamagnéticas. O segundo método é baseado na decomposição térmica de complexos metálicos, pelo qual foram preparadas NPM esféricas de FePt e de óxidos metálicos (Fe3O4, FeXO1-X, (Co,Fe)XO1-X e CoFe2O4) com morfologia controlada e estabilidade química. O método não mostrou a mesma efetividade na síntese de NPM de FeAg e FeCo: a liga FeAg não foi obtida enquanto que NPM de FeCo com estabilidade química foram obtidas sem controle morfológico. NPM de Fe e FeCo foram preparadas a partir da redução térmica de NPM de Fe3O4 e CoFe2O4, as quais foram previamente recobertas com sílica. A sílica previne a sinterização inter-partículas, além de proporcionar caráter hidrofílico e biocompatibilidade ao material. As amostras reduzidas apresentaram aumento dos valores de MS (entre 21,3 e 163,9%), o qual é diretamente proporcional às dimensões das NPM. O recobrimento com sílica foi realizado via hidrólise de tetraetilortosilicato (TEOS) em sistema de microemulsão inversa. A espessura da camada de sílica foi controlada variando-se o tempo de reação e as concentrações de TEOS e de NPM, sendo então proposto um mecanismo do processo de recobrimento. Algumas amostras receberam um recobrimento adicional de TiO2 na fase anatase, para o qual foi empregado etilenoglicol como solvente e ligante para formação de glicolato de Ti como precursor. A espessura da camada de TiO2 (2-12 nm) é controlada variando as quantidades relativas entre NPM e o precursor de Ti. Ensaios de hipertermia magnética foram realizados para as amostras recobertas com sílica. Ensaios de hipertermia magnéticas mostram grande aumento da taxa de aquecimento das amostras após a redução térmica, mesmo para dispersões diluídas de NPM (0,6 a 4,5 mg mL-1). Taxas de aquecimento entre 0,3 e 3,0oC min-1 e SAR entre 37,2 e 96,3 W g-1. foram obtidos. A atividade fotocatalítica das amostras recobertas foram próximas à da fase anatase pura, com a vantagem de possuir um núcleo magnético que permite a recuperação do catalisador pela simples aplicação de campos magnéticos externos. Os resultados preliminares dos ensaios de hipertermia magnética e fotocatálise indicam um forte potencial dos materiais aqui relatados para aplicações em biomedicina e em fotocatálise. / The most diverse technological applications of magnetic nanoparticles (MNP) have intensifiedthe interest for materials with different magnetic properties such as enhanced saturationmagnetization (MS) and superparamagnetic behavior. Despite the high MS values of metalparticles of Fe, Co, FeCo and FePt, their low chemical stability hinders most applications at thenanoscale. This thesis reports the synthesis of metallic Fe and Co and bimetallic FeCo and FePtMNP with high chemical stability and strict morphological control. MNP of iron oxide and mixediron-cobalt oxide were also synthesized. Two methods were employed. The first method, basedon nanoheterogeneous systems (micellar or reverse microemulsion systems), was used toprepare magnetite and metallic Co NPM. The method applies cation-substituted surfactants:iron(III) dodecyl sulfate iron (FeDS) and cobalt(II) dodecyl sulfate (CoDS). Before the MNPsyntheses, it were studied e determined the critical micelle concentration of FeDS in 1-octanol(cmc = 0.90 mmol L-1) and the pseudo-ternary phase diagram of n-heptane/CoDS/nbutanol/H2O. Spheroidal MNP of magnetite with 3.4 nm in diameter and quasi-paramagneticbehavior were prepared in octanolic FeDS micellar systems. Despite their broad sizedistribution and low MS, metallic Co MNP were produced in reverse microemulsions withchemical stability and superparamagnetic behavior. The second synthesis method, based onthermal decomposition of metal complexes, was employed to prepare spherical FePt and metaloxides (Fe3O4, FeXO1-X, (Co, Fe)XO1-X and CoFe2O4) MNP. Strict morphological control and highchemical stability were reached. Such method does not show the same effectiveness tosynthesize FeAg and FeCo MNP: the FeAg bimetallic alloy was not obtained while FeCo MNPwith chemical stability and compositional control were prepared with no morphological control.Fe and FeCo MNP were produced by thermal reduction of silica-coated Fe3O4 and CoFe2O4 MPN. The coating, beyond to prevent inter-particle sintering, provides biocompatibility andhydrophilic character. The reduced samples showed a significant increase in MS values(between 21.3 and 163.9%), which is directly proportional to MNP size. The silica coating wasaccomplished by tetraethylorthosilicate (TEOS) hydrolysis in reverse microemulsions. Thethickness of the silica layer is controlled by varying the reaction time and concentration of TEOSand NPM. The observations during coating process allowed to propose its probable mechanism.An additional coating of TiO2 (anatase phase) was performed onto silica layer for somesamples. Anatase coating was achieved by using ethylene glycol as both solvent and ligand toproduce an intermediate complex Ti precursor. The variation of the relative amounts of NPMand the Ti precursor allows to control the thickness of the anatase layer between 2 and 12 nm. Assays of magnetic hyperthermia were performed for silica-coated samples. The heating rate of the reduced samples increases after thermal reduction, even for dilute MNP dispersions (0.6 to4.5 mg mL-1). Heating rates between 0.3 and 3.0o C min-1 and SAR in the range of 37.2 96.3 Wg-1 were obtained. The photocatalytic activities of pure anatase particles and TiO2 -coated MNPwere close, but the magnetic samples has the advantage of being recovered from reactionmedia by applying the external magnetic fields. The preliminary results of magnetichyperthermia and photocatalysis assays indicate such materials have strong potential forapplications in biomedicine and photocatalysis.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Harley Fernandes Rodrigues.pdf: 5566711 bytes, checksum: 484423a034c8d6a3a3f34650b5036af1 (MD5) Previous issue date: 2011-08-23 / In this work we developed a Dip Coating method that could control the temperature gradient between a substrate and the material that one wants to adsorb at its surface. In particular, the adsorption of biocompatible magnetic nanoparticles at the surface of bare metal Stents, under different experimental conditions, was investigated. The magnetic nanoparticles consisted of magnetite coated with tripoliphosphate (mean diameter 7.68 nm and standard deviation 1.88 nm) dispersed in water at physiological conditions, while the Stent was a CoCr based-one (Cronus stent from Scitech with 16 mm length). Nine series of experiments were performed where it was controlled parameters as: time of adsorption, stent temperature and magnetic fluid temperature. The stents coated with nanoparticles were magnetically characterized using a vibrating sample magnetometer (VSM), which allowed us to determine the number of nanoparticles at the stent surface. The increase of the magnetic moment of the stent with the increase of the adsorption time was theoretically modeled, with an excellent experimental agreement, as a transient diffusion process of nanoparticles at the interface stent-magnetic fluid, which clearly indicates an important diffusive contribution. Strong evidences of thermal diffusion (Soret effect), i.e. nanoparticle diffusion due to temperature gradient between the stent and the magnetic fluid, were shown, suggesting the possibility of nanostructures vectorization through thermal induced mechanisms. The spatial distribution of nanoparticles at the surface of the stent was investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Spectroscopy by Dispersive Energy (EDS). Measurements of the compositional mapping and images of SEM revealed that the nanoparticles are not homogeneously distributed, being concentrated at the edges of the stents for the experimental conditions investigated in this work. As the VSM data, the EDS of the stents revealed an increase of the quantity of adsorbed magnetic nanoparticles at the surface with the increase of the adsorption time. The same theoretical model, know considering the amount of 26Fe in the chemical composition of the coated stent, was able to explain the experimental data. Finally, a comparison was made, using the compositional mapping study of the coated stents, between the Dip Coating and the Spray technique. The later showed a more homogeneous distribution of nanoparticles at the surface of the stent, suggesting that this technique is more adequate on the development of a biomedical nanoproduct for clinical tests. / Neste trabalho foi desenvolvida uma técnica de Dip Coating (deposição por via líquida) que permite controlar o gradiente de temperatura entre o substrato e o material que se quer depositar em sua superfície. Em particular, foi investigado o efeito de adsorção de nanopartículas magnéticas biocompatíveis na superfície de Stents nus em diversas condições experimentais. As nanopartículas magnéticas consistiam de magnetita recobertas com tripolifosfato (diâmetro médio ) dispersas em água em pH fisiológico, enquanto as endopróteses eram Stents de CoCr (Stent Cronus da empresa Scitech com 16mm). Ao todo foram realizadas 9 séries de experimentos onde controlou-se parâmetros como: tempo de adsorção, temperatura do Stent e temperatura do fluido magnético. Os Stents recobertos com nanopartículas foram então caracterizados magneticamente pela técnica de magnetometria de amostra vibrante (VSM Vibrating Sample Magnetometer ), que permitiu determinar o número de nanopartículas magnéticas adsorvidas na superfície da endoprótese. O aumento do momento magnético do Stent com o aumento do tempo de adsorção foi modelado teoricamente, com grande concordância experimental, como um processo de difusão transiente de nanopartículas na interface Stent-fluido magnético, evidenciando a forte contribuição difusiva. Fortes evidências de efeitos termodifusivos (efeito de Soret), ou seja mecanismos de difusão mássica de nanopartículas devido ao gradiente de temperatura entre Stent e FM, foram apresentados, sugerindo a possibilidade de vetorização de nanoestruturas por meio de fenômenos termoinduzidos. A distribuição das nanopartículas na superfície dos Stents foi investigada por medidas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e espectroscopia de raios-X por energia dispersiva (EDS). As medidas de mapeamento composicional e imagens de MEV revelaram que as nanopartículas estão distribuídas de maneira não homogênea, estando concentradas nas bordas dos Stents para as condições experimentais utilizadas neste trabalho. Assim como os dados de MAV, o EDS dos Stents recobertos revelou um aumento da quantidade de nanopartículas magnéticas adsorvidas em sua superfície com o aumento do tempo de adsorção. O mesmo modelo teórico, agora considerando o percentual de 26Fe na composição química do revestimento, foi capaz de explicar os dados experimentais. Finalmente, foi feita uma comparação, por meio do mapeamento composicional de Stents recobertos, entre as técnicas de Dip Coating e Spray. Esta última apresentou uma distribuição de nanopartículas mais homogênea na superfície da endoprótese, sugerindo que possa ser mais adequada para a confecção de um nanoproduto médico voltado a testes clínicos.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese-Erika2009.pdf: 3993118 bytes, checksum: 2852e36019237acb54dcbae5e0aa2faf (MD5) Previous issue date: 2009-08-14 / Magnetic nanoparticles (MNPs) have been used in a great variety of biomedical applications, especially in cancer treatment, drug delivery, and diagnosis by magnetic resonance imaging. Embryonic stem cells (ESCs), due to its capacity of auto-renewal and differentiation in some types of cells, offer a great potential for its use in tissue regeneration and in alternative treatments for many degenerative diseases. The study had as aims: i) to evaluate in vitro citotoxicity of maghemite nanoparticles functionalized with lauric acid, DMSA, and citrate in human melanoma cells (SK-MEL-37) by the MTT assay, electronic microscopy, and DNA electroforesis by agarose gel; ii) to develop a culture system using the previously selected MNPs and a magnet to expand in vitro murine embryonic stem cells (mESCs) in the absence of a co-culture of murine embryonic fibroblasts (MEF) (the indifferentiated state of the mES was analyzed by alkaline phosphatase cytochemistry, electronic microscopy, and analysis of Oct-4 and Nanog gene expression by RT-PCR); iii) to isolate and expand ESCs from bovine blastocysts, and to characterize its pluripotency by analysis of Oct-4 and STAT-3 gene expression by RT-PCR. The MNPs coated with lauric acid, citrate, and DMSA showed no citotoxicity, judging by the high values of IC50 found (254, 433 and 2260 μg-iron/ml, respectively), and that the nanoparticles coated with citrate was chosen to expand the mESCs. The doubling time for the cells cultivated in the presence of MNPs was slightly higher than in the presence of MEF (20.67 ± 0.19 vs. 15.95 ± 0.21) (p= 0.001). The mESCs cultivated in the presence of MNPs showed morphology similar to ESCs, and its pluripotency was confirmed by expression of indifferentiation markers Oct-4 and Nanog by RT-PCR and high alkaline phosphatase activity. One bovine embryonic stem cell (bESCs) line was obtained and maintained by six subcultures for 60 days period. The pluripotency of the bESCs was confirmed morphologically as well as by Oct-4 e STAT-3 gene expression / As nanopartículas magnéticas (NPM) têm sido utilizadas em inúmeras aplicações biomédicas, destacando-se no tratamento do câncer, carreamento de drogas e diagnóstico por imagem de ressonância. As células tronco embrionárias (ES), devido à sua capacidade de auto-renovação e de diferenciação em vários tipos de células, oferecem um grande potencial para sua utilização na regeneração de tecidos e em tratamentos alternativos para muitas doenças degenerativas. Os objetivos do estudo foram: i) avaliar a citotoxicidade in vitro de NPM de maghemita funcionalizadas com ácido láurico, DMSA e citrato em células de melanoma humano (SK-MEL-37) através de ensaio de MTT, microscopia eletrônica e eletroforese de DNA em gel de agarose; ii) desenvolver um sistema de cultura utilizando as NPM previamente selecionadas e um magneto para expandir in vitro células tronco embrionárias murinas (mES) na ausência de co-cultura de fibroblastos embrionários murinos (MEF) (o estado indiferenciado das células mES foi analisado por citoquímica para fosfatase alcalina, por microscopia eletrônica e análise da expressão de genes Oct-4 e Nanog por RT-PCR); iii) isolar e expandir células ES a partir de blastocistos bovinos, e caracterizar a sua pluripotência por meio da análise da expressão dos genes Oct-4 e STAT-3 por RT-PCR. As NPM revestidas com ácido láurico, citrato e DMSA não apresentaram citotoxicidade, a julgar pelos altos valores de IC50 encontrados (254, 433 e 2260 μg de ferro/mL, respectivamente), sendo que as nanoparticulas revestidas com citrato foram as escolhidas para serem utilizadas como suporte para expandir as células mES. O tempo de duplicação para as células cultivadas na presença da NPM foi ligeiramente maior do que na presença com co-cultura de MEF (20,67 ± 0,19 vs. 15,95 ± 0,21) (p= 0,001). A morfologia das células mES cultivadas na presença da NPM foi semelhante à de células ES, sendo que, a sua pluripotência foi confirmada pela expressão dos marcadores de indiferenciação Oct-4 e Nanog por RT-PCR e da alta atividade de fosfatase alcalina. Uma linhagem de células tronco embrionárias bovinas (bES) foi obtida e mantida por seis subcultivos por período de 60 dias. A pluripotência das células bES foi confirmada morfologicamente, bem como pela expressão dos genes do estado indiferenciado Oct-4 e STAT-3