abstract: Neurotoxicology has historically focused on substances that directly damage nervous tissue. Behavioral assays that test sensory, cognitive, or motor function are used to identify neurotoxins. But, the outcomes of behavioral assays may also be influenced by the physiological status of non-neural organs. Therefore, toxin induced damage to non- neural organs may contribute to behavioral modifications. Heavy metals and metalloids are persistent environmental pollutants and induce neurological deficits in multiple organisms. However, in the honey bee, an important insect pollinator, little is known about the sublethal effects of heavy metal and metalloid toxicity though they are exposed to these toxins chronically in some environments. In this thesis I investigate the sublethal effects of copper, cadmium, lead, and selenium on honey bee behavior and identify potential mechanisms mediating the behavioral modifications. I explore the honey bees’ ability to detect these toxins, their sensory perception of sucrose following toxin exposure, and the effects of toxin ingestion on performance during learning and memory tasks. The effects depend on the specific metal. Honey bees detect and reject copper containing solutions, but readily consume those contaminated with cadmium and lead. And, exposure to lead may alter the sensory perception of sucrose. I also demonstrate that acute selenium exposure impairs learning and long-term memory formation or recall. Localizing selenium accumulation following chronic exposure reveals that damage to non-neural organs and peripheral sensory structures is more likely than direct neurotoxicity. Probable mechanisms include gut microbiome alterations, gut lining damage, immune system activation, impaired protein function, or aberrant DNA methylation. In the case of DNA methylation, I demonstrate that inhibiting DNA methylation dynamics can impair long-term memory formation, while the nurse-to- forager transition is not altered. These experiments could serve as the bases for and reference groups of studies testing the effects of metal or metalloid toxicity on DNA methylation. Each potential mechanism provides an avenue for investigating how neural function is influenced by the physiological status of non-neural organs. And from an ecological perspective, my results highlight the need for environmental policy to consider sublethal effects in determining safe environmental toxin loads for honey bees and other insect pollinators. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Neuroscience 2016

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 03229.pdf: 4303799 bytes, checksum: 4489c15ec829a1386b6e29cbdf98907e (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-04-14T11:38:02Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-04-14T11:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Este trabalho apresenta estratégias para análise quantitativa e semiquantitativa por Espectrometria de Fluorescência por Dispersão de Energia de Raios-X (EDXRF) em três situações típicas: a) materiais homogêneos cujos componentes estejam majoritariamente dentro do campo de detecção da técnica (análise quantitativa), b) materiais homogêneos cujos componentes estejam majoritariamente fora do campo de detecção da técnica (análise quantitativa de elementos minoritários detectados) e, c) materiais heterogêneos em camadas sobrepostas cujos componentes de interesse analítico estejam dentro do campo de detecção da técnica (análise semi-quantitativa de elementos detectados). O trabalho descreve os dois espectrômetros utilizados para as medidas, desenvolvidos no laboratório. Para a determinação das áreas dos picos, foi utilizado principalmente o software PyMCA, desenvolvido pelo CERN. Para a determinação de composições, foram utilizados dois softwares de análise quantitativa que utilizam o método dos Parâmetros Fundamentais. O primeiro é o PyMCA, que efetua de forma integrada o ajuste dos picos e a determinação dos teores. O segundo pertence ao pacote Ara-Lihuen, desenvolvido no próprio laboratório, e obtém teores a partir de áreas dos picos. O trabalho apresenta o desenvolvimento de rotinas do Ara-Lihuen que permitem a verificação de etapas intermediárias de cálculo. / This work presents the strategies for quantitative and semi quantitative analyses by Energy Dispersive X-Ray Fluorescence (EDXRF) in three typical situations: a) homogeneous materials whose components are mainly within the field of detection of the technique (quantitative analysis), b) homogenous materials whose components are mostly outside the field of detection of the technique (quantitative analysis of low-content detected elements), and c) heterogeneous materials in superposed layers (semi-quantitative analysis of detected elements). The work describes the two spectrometers used for measurement, developed in the laboratory. For the determination of peak areas, it was used mainly PyMCA software developed by CERN. For the determination of compositions, two quantitative Fundamental- Parameters based (FP) softwares were used. The first is PyMCA, that performs simultaneously the fitting of peaks and the determination the contents. The second belongs to the Ara-Lihuen package, developed in the laboratory, and obtains contents from peak areas. The work presents the development of Ara-Lihuen routines that allow verification of intermediate calculation steps.

Orientador: Maria Izabel Maretti Silveira Bueno / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T04:20:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre_ThaisLevatti_D.pdf: 1122412 bytes, checksum: 5e4072c9674353ddc976abd8cb112ab2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O uso da região de espalhamento na espectrometria de raios-X (XRS, do inglês, X-Ray Spectrometry) aliada à quimiometria é uma aplicação recente que tem mostrado bons resultados na discriminação de amostras orgânicas. Nesse trabalho, a proposta de se utilizar XRS para solucionar um problema de classificação taxonômica de Lantana sp, utilizando-se folhas desse vegetal não foi alcançada devido à reconhecida evolução contínua desta espécie. No entanto, o estudo de espécies do gênero Musa e das famílias Polemoniaceae, Asteraceae e Portulacaceae, utilizando-se pseudofrutos e sementes, respectivamente foi bem sucedido. A análise de componentes principais (PCA) realizada com os espectros obtidos da irradiação dos pseudofrutos e das sementes mostrou boa correlação entre a disposição das amostras e a classificação nos níveis gênero, espécies e variedades. Variáveis que poderiam justificar a discriminação obtida desses vegetais foram estudadas como exemplo o estudo envolvendo a utilização de carboidratos. Foram realizadas: a regressão de sacarose, frutose e glicose em solução aquosa e frutose e glicose em suco, com bons coeficientes de linearidade (0,998; 0,995; 0,998; 0,994 e 0,991, respectivamente); a discriminação de carboidratos; a regressão do índice de doçura e a rotação específica da luz polarizada de carboidratos; e a regressão da inversão da sacarose. Além da discriminação dos vegetais e do estudo de carboidratos, esse trabalho também apresenta a fundamentação teórica para explicar o surgimento desta técnica e um provável potencial que ela poderá apresenta para o futuro / Abstract: The use of scattering on X-ray Spectrometry (XRS) allied to chemometrics is a new application that is showing good results in discrimination of organics. In the present work the proposal of applying XRS to solve the taxonomic classification of Lantana sp species, using leafs of these plants was not reached due to the evolution process this plant is still undergoing. Nevertheless, this motivated a discrimination study of species of Musa genus (banana) and species of Polemoniaceae, Portulacaceae and Asteraceae families, using fruits and seeds, respectively. Principal component analysis of spectra of fruits and seeds show good correlation between sample arrangement and taxonomic classification in genus, species and varieties. Looking for variables that could justify the discriminations obtained, studies were developed involving carbohydrates. It was realized: sucrose, fructose and glucose regression in aqueous solutions and fructose and glucose calibration in juice solutions with good linear coefficients (0.998; 0.995; 0.998; 0.994 e 0.991, respectively); carbohydrates discrimination; X-ray spectra correlation with sweetness degrees and specific rotation of polarized light of carbohydrates; and regression of kinetics of sucrose inversion. Besides the vegetable classifications and the carbohydrate studies, this work presents a theorical basis to explain the XRS characteristics, the history before the arising of this method and its potentialities for the future / Doutorado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Orientador: Maria Izabel Maretti Silveira Bueno / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T19:39:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schwab_NicolasVilczaki_M.pdf: 3711398 bytes, checksum: e20932b11edb933d211e62ceba8679a8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O método de parâmetros fundamentais (PF), embora muito eficaz para a determinação elementar em fluorescência de raios X (FRX) em análise de amostras simples (como ligas e misturas de óxidos), é inviável para a quantificação em matrizes complexas, como cremes dentais. Por outro lado, ao contrário do método de PF, a quimiometria evita cálculos de coeficientes teóricos, relacionados à matriz da amostra e às características geométricas e instrumentais, permitindo ao sistema obter modelos com maior habilidade de previsão. Esse trabalho propõe uma metodologia para determinação de dióxido de titânio diretamente em pastas de dente com uso de calibração multivariada (PLS), usando como pré-tratamento das amostras em alguns casos, apenas a homogeneização e requerendo somente 5 minutos para a análise. Para construção do modelo foram analisadas 22 amostras de diversas marcas e tipos. O método proposto envolveu a utilização de espectros de FRX de pastas de dente e quimiometria, usando como valores de referência os obtidos pelo método de Parâmetros Fundamentais para as cinzas das mesmas amostras, método que requer pelo menos 8 horas para cada análise. Oito variáveis latentes foram necessárias para descrever o conjunto, tornando o modelo adequado para realizar análises diretas para as diferentes marcas encontradas no comércio brasileiro, sem que ocorra sobreajuste no modelo. Ele foi capaz de prever o teor de dióxido de titânio em amostras externas com erros de até 16% para 100 s e 9% para 700 s de irradiação; no entanto, sem diferença significativa entre os métodos, evidenciada estatisticamente pelo teste t, com 95% de confiança. Dessa forma, pode-se afirmar que a proposta é eficaz para a determinação de teores de TiO2 em matrizes complexas como as pastas de dentes, de forma rápida e com o mínimo preparo de amostra / Abstract: The direct application of a fundamental parameters method in elemental determinations using X-ray fluorescence is not feasible for complex samples, like dentifrices or toothpastes, as it is for simpler samples, like alloys or mixtures of elemental oxides. However, instead of fundamental parameters method, chemometric methods, not based on the uncertainness of theoretical coefficients related to sample matrices and of geometrical and instrumental parameters, allow obtaining models with adequate prediction abilities. This work proposes a methodology to determine titanium dioxide contents directly in toothpastes, by applying Partial Least Square Regression, having as sample pretreatment just its homogenization, when required. The analytical frequency is very high, ca. 24 samples per hour. Twenty-two toothpaste samples having different Brazilian brand names and in diverse presentations were used to build and validate the model. Direct X-ray Fluorescence toothpaste spectra and chemometrics were considered, where the reference values of their TiO2 concentrations were obtained from fundamental parameters data of the ash of the same samples, requiring 8 hours to be obtained. Eight latent variables are necessary to describe the whole sample set and the Partial Least Square Regression model be able to make direct analysis of the different samples found on the Brazilian market, without over-fitting the model. The Partial Least Square Regression model is able to predict the content of TiO2 in external samples with average errors until 16% for 100 s and 9% for 700 s of irradiation, however, no significant difference between the methods, as statistically indicated by t-test, with 95% of confidence. The advantages of the proposed approach are mainly its speed, minimum sample preparation and robustness / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química