Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-30T14:47:31Z No. of bitstreams: 1 DissVMV.pdf: 2967521 bytes, checksum: 9bebee517d7d20c1b36810aa5e5744df (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T17:34:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissVMV.pdf: 2967521 bytes, checksum: 9bebee517d7d20c1b36810aa5e5744df (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T17:34:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissVMV.pdf: 2967521 bytes, checksum: 9bebee517d7d20c1b36810aa5e5744df (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T17:34:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissVMV.pdf: 2967521 bytes, checksum: 9bebee517d7d20c1b36810aa5e5744df (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The enzymes involved in the conversion process of lignocellulosic biomass into second generation (2G) ethanol add a high cost to the process. Studies reported in the literature indicate that some metal ions, easily found in nature, improve the activity and stability of enzymes and the biomass saccharification process when added to the enzymatic cocktail. In this context, this work aimed to evaluate the strategy of addition of metal ions in the crude enzymatic extract in order to increase the enzyme activity and stability and to improve the saccharification process. For the production of (hemi)cellulase enzymatic complex step, a selected strain of Aspergillus niger was cultivated under solid-state fermentation (SSF), submerged fermentation (SmF) and sequential fermentation (FS). Enzyme production and thermostability were evaluated also considering the effects of pretreatment (using steam-explosion and liquid-hot-water) of the sugarcane bagasse used as carbon source and inducer. For endoglucanase and xylanase enzymes, cultivation under SSF favored production when using steam-exploded and liquid-hot-water pretreated bagasse (both washed). Removal of inhibitors from the pretreated biomass employed in the cultivation media was necessary, because the presence of phenolic compounds restricted fungal growth. The findings revealed that endoglucanase and β-glucosidase produced under SSF were less prone to thermal deactivation. From these results, enzyme complex produced by SSF using the hydrothermal bagasse was selected to evaluate the influence of the divalent metal ions Ca, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Zn in two concentrations (2 and 10 mM) on enzymatic activity and stability. Most of the ions influenced differently the enzymatic activity and stability, at both concentrations. The most favorable influence was obtained by the Mn+2 ion, increasing by 57% the endoglucanase activity and maintaining the enzyme stable for 72 hours, besides it also showed no negative effects on β-glucosidase and xylanase. The Mn+2 ion was then selected for the saccharification of sugarcane bagasse submitted to different pretreatments. The addition of Mn2+ ion (10 mM) in the saccharification process using enzymatic extracts produced "in house" proved to be very effective by increasing the release of glucose up to 120% when using the acid pretreated bagasse (Bác). The increase was 55% for the washed exploded bagasse (BEXL) and 70% for the liquid-hot-water pretreated bagasse (BHT). Therefore, it was possible to validate that the addition of metal ions is able to positively influence the activity and stability of enzymes, and also the process of enzymatic saccharification of lignocellulose biomass. / As enzimas envolvidas no processo de degradação da biomassa lignocelulósica para a produção do etanol de segunda geração (2G) agregam um alto custo ao processo. Estudos já reportados na literatura indicam que alguns íons metálicos, facilmente encontrados na natureza, ao serem adicionados ao coquetel enzimático atuam na melhoria da atividade e estabilidade das enzimas e no processo de sacarificação da biomassa. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a estratégia de adição de íons metálicos ao extrato enzimático bruto com o intuito de aumentar a atividade e estabilidade enzimática e a melhoria na conversão do processo de sacarificação. Para a etapa de seleção do complexo (hemi)celulásico foi utilizada uma cepa selecionada de Aspergillus niger cultivada em fermentação em estado sólido (FES), fermentação submersa (FSm) e fermentação sequencial (FS). A produção de enzimas e a termoestabilidade foram avaliadas considerando os efeitos do pré-tratamento (explosão a vapor e hidrotérmico) do bagaço de cana-de-açúcar utilizado como fonte de carbono e indutor. A produção de endoglucanase e xilanase foi favorecida pelo cultivo em FES a partir do bagaço explodido e hidrotérmico (submetidos ao processo de lavagem). A remoção de inibidores da biomassa prétratada mostrou-se necessária, pois a presença de compostos fenólicos restringiu o crescimento fúngico em FES. Os resultados revelaram que endoglucanase e β-glicosidase produzidas sob FES foram menos propensas à desativação térmica. A partir desses resultados, foi selecionado o complexo enzimático produzido por FES utilizando o bagaço hidrotérmico lavado, para avaliação da influência dos íons metálicos bivalentes Ca, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Zn em duas concentrações (2 e 10 mM) na atividade e estabilidade enzimática. A maioria dos íons metálicos utilizados influenciou, de forma distinta, a atividade e estabilidade enzimática em ambas as concentrações para as enzimas estudadas. O íon Mn2+ se destacou, propiciando um aumento de 57% na atividade de endoglucanase e mantendo a enzima estável por 72 horas, além disso não apresentou efeito negativo para β-glicosidase e xilanase. Assim, o íon Mn2+ foi selecionado para o estudo da sacarificação dos bagaços de cana submetidos a diferentes pré-tratamentos. A adição do íon Mn2+ (10 mM) no processo de sacarificação utilizando extratos enzimáticos produzidos “in house” mostrou-se bastante eficaz no aumento da liberação de glicose, com ganhos percentuais de até 120% para o bagaço pré-tratado em meio ácido (Bác). Para o bagaço explodido lavado (BEXL) o aumento foi de 55 % e para o hidrotérmico (BHT) foi de 70%. Desse modo, foi possível validar que a adição de íons metálicos é capaz de influenciar positivamente tanto a atividade e estabilidade, como o processo de sacarificação enzimática da biomassa lignocelulósica.

O impacto ambiental causado por íons de metais pesados e compostos orgânicos iônicos tem forçado o aperfeiçoamento dos processos de remediação já existentes e mesmo a busca de novas técnicas. A maioria das atuais técnicas apresenta limitações especialmente para águas associadas a solos de baixa permeabilidade hidrodinâmica e para as aplicações in situ que são de menor custo. A eletrorremediação é uma técnica que se baseia na aplicação de uma corrente elétrica de baixa intensidade entre dois ou mais eletrodos em poços escavados no solo e vem de encontro com esses objetivos. Procurando contribuir para a melhoria dessas técnicas, neste trabalho foram estudados experimentalmente os principais parâmetros que envolvem a remediação eletrocinética e sua aplicação em campo. Nesses experimentos foram empregados como substrato areia, caulim, solo natural não contaminado e solo natural contaminado. Como representante dos íons de metais pesados utilizaram-se soluções de sulfato de cobre. O meio ácido se mostrou mais eficiente e foi obtido com uma solução de 5% de ácido acético. Os eletrodos que apresentaram melhores resultados foram aqueles com maior superfície útil (tela de aço) e que foram montados o mais próximo possível um do outro, não se tocando. Também foi estudada a evolução do cobre (II) em relação ao pH e Eh em função do tempo e tratou-se ainda de sua distribuição no interior das células eletrocinéticas após aplicação de eletricidade. Esses estudos culminaram no desenvolvimento de uma nova técnica que se mostrou bastante eficiente aplicada na eliminação de íons cobre em uma área contaminada na Região Metropolitana de São Paulo. Essa técnica, consiste em montar em um único poço, um sistema constituído por um par de eletrodos metálicos, ligados a uma fonte de energia que fornece corrente contínua. / The environmental impact caused by heavy metal ions and organic ionic compounds forced the improvement of remediation processes and the search for new techniques. The current techniques of remediation present limitations, especially for waters associated with low-hydrodynamic permeability soil and in situ applications that have lower cost. The electroremediation is a technique that is based on the application of a low intensity electric current between two or more electrodes in wells excavated in the soil. In order to contribute to the improvement of these techniques the main parameters involving electrokinetic remediation and it´s application on the field were studied in this research. The substrates used for the experiments were: sand, kaolin, uncontaminated natural soil and contaminated natural soil. As representative of heavy metal ions, copper sulphate solutions were used. The acid solutions was proved to be the most effective, and was obtained with a 5% acetic acid solution. The electrodes that presented the best results were those with the largest useful surface (steel mesh) and were set as close as possible from each other without direct contact. The evolution of copper (II) in relation to pH and Eh according to time was also studied, and its distribution within the electrokinetic cells were studied after the application of electricity. These studies culminated in the development of a new technique that proved to be very effective in the elimination of copper ions in a contaminated area in a Metropolitan Region of São Paulo. This technique consists in inserting a system, on a single well, constituted by a pair of metal electrodes connected to an energy source that provides direct current.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The main objective of this work was investigating the physic-chemical effects of the individual and simultaneous replacement of Ca2+ ions for Mg2+, Sr2+ and Mn2+ onto the crystalline structure of hydroxyapatite (HA). The X-ray analyses indicated that the substitution of Ca2+ for other ions after synthesis caused a remarkable decreasing of the crystallinity index comparatively to the pure HA. The lattice parameters revealed that the addition of Mg2+ and Mn2+ lead to a slight reduction of the cell unit volume. After calcination, o Mn2+ changed its oxidation state being introduced at the PO4 3- sites as MnO4 3- groups. The thermal treatment strongly increased the crystallite growth for all samples, and also promoted the change from elongated crystals before calcination to spherical ones after calcination. The simultaneous insertion of three ions in the HA lattice seemed generate a favorable situation for organizing the apatite crystal once the crystallinity index was the highest among the samples and the measured lattice parameters were quite close to those calculated to the pure HA. The samples containing Sr2+ ((HA-Sr e HA-Mn/Sr/Mg) were denser than those containing Mg2+ (HA-Mg) and Mn2+ (HA-Mn). However, the HA-Sr was more soluble than HA-Mn or HA-Mg. The use of three elements with different ionic radii in substitution to the Ca2+ allowed the creation of a new HA ceramic with a high level of crystallinity and a satisfactory thermal stability for applying in the production of bioceramic devices. / O objetivo principal desse trabalho foi estudar o efeito da incorporação individual e simultânea dos íons Sr2+, Mn2+ e Mg2+ sobre as características físicoquímicas da hidroxiapatita visando sua utilização na engenharia de tecido ósseo. As análises de raio X das cerâmicas produzidas indicaram que a introdução de metais à rede da hidroxiapatita (HA), após a síntese, causou uma diminuição significativa no nível de cristalinidade das amostras em relação à HA padrão. Os parâmetros de rede calculados revelaram que a substituição do cálcio por Mg2+ e Mn2+ levou a uma leve contração da célula unitária, comparando-se à HA pura. Após calcinação, o Mn2+ muda de estado de oxidação entrando na rede cristalina da HA também sob a forma MnO4 3- nos sítios do PO4 3-. A calcinação favoreceu o crescimento dos cristalitos em todas as amostras, e promoveu a mudança de cristais antes alongados para cristais mais esféricos. A introdução dos três íons simultaneamente parece criar uma situação mais favorável à ordenação do cristal, uma vez que o índice de cristalinidade medido foi o mais alto entre as amostras não calcinadas e os parâmetros de rede foram muito próximos àqueles observados para a HA pura. As amostras contendo Sr2+ foram as mais compactas, e as amostras contendo Mg2+ e Mn2+, as mais porosas. No entanto, a HA-Sr foi a mais solúvel das amostras enquanto que a HA-Mn foi a menos solúvel. Assim, a introdução dos três íons à rede da HA possibilitou a criação de um material de elevada estabilidade térmica com potencial para aplicação como uma biocerâmica.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The main objective of this work was to study the individual and simultaneous incorporation of Zn2+ and Ag+ ions and their effects on physical-chemical characteristics of the hydroxyapatite (HA) for their application in bone tissue engineering. The chemical analyses confirmed the presence of 0.10% of Zn2+ and 0.13% of Ag+ (relatively to the quantity of Ca2+ ions). The insertion of the metal ions into HA did not cause significant modifications in the crystallinity index compared to pure HA. In the same way, no phase transformation was verified after insertion. No effect was noticed on the lattice parameters after the insertion of Zn2+ comparatively to those calculated to the pure HA. Conversely, the insertion of Ag+ induced a remarkable contraction of the unit cell volume. The thermal treatment strongly increased the crystallite growth for all samples, and also promoted the change from stretched crystals before calcination to spherical ones after calcination. The immersion of the specimens in the simulated body fluid (SBF) allowed the incorporation of carbonate into the HA structure, causing a significant reduction in the crystallite size, accompanied by a stretched and crystallinity index. / O principal objetivo desse trabalho foi estudar a incorporação individual e simultânea dos íons Zn2+ e Ag+ e seus efeitos sobre as características físico-químicas da hidroxiapatita (HA) visando sua aplicação na engenharia tecidual óssea. Análises químicas confirmaram a presença de 0,10% de Zn2+ e 0,13% de Ag+ (em relação à quantidade de Ca2+ presente). A síntese da HA enriquecida com os metais não causou modificações significativas do índice de cristalinidade em relação a HA pura e nem induziu a transformação de fases das amostras, após calcinação. O Zn2+ não afetou de forma significativa os parâmetros de rede em relação àqueles calculados para a HA pura. Já a entrada do Ag+ produziu uma grande contração da célula unitária. Com relação ao alongamento do cristal, foi possível observar que após a calcinação houve uma tendência dos cristais em adquirir formas mais esféricas. A imersão das amostras em solução simuladora do plasma sanguíneo (SBF) proporcionou a entrada de carbonato na HA, provocando ainda uma redução significativa do tamanho dos cristalitos, acompanhada de uma diminuição no alongamento e no índice de cristalinidade em relação aquelas que não entraram em contato com a solução.

Orientador: Sonia Maria Alves Bueno / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T05:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_MarianaBorsoi_D.pdf: 5252506 bytes, checksum: b9eb50542c7fa4e04b6b4c83526b4ccc (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: As imunoglobulinas do isotipo G (IgG) são usadas enOlmemente em aplicações terapêuticas e são requeridas, usualmente, com um elevado grau de pureza. V álias técnicas cromatográficas vêm sendo investigadas para a purificação de IgG a partir do plasma humano. Neste trabalho, investigou-se o efeito dos agentes quelantes ácido iminodiácetico (IDA), ácido aspártico carboxi-metilado (CM-Asp) e TIis-2(aminoetil)amina (TREN) na purificação de IgG a partir do plasma humano utilizando a técnica de cromatografia de afinidade com os íons metálicos imobilizados em membranas de fibras ocas. Para tanto, foram realizados experimentos de adsorção em diferentes sistemas tamponantes em membranas de álcool de poli(etileno) vinílico (PEV A) finamente c011adas e em módulos de filtração derivatizados com IDA, TREN e CM-Asp, utilizando-se os íons metálicos níquel e cobre. A seletividade dos adsorventes foi verificada por eletroforese SDS-P AGE e análise nefelométrica. As melhores condições de purificação foram encontradas utilizando-se as membranas PEV A-CM-Asp-Ni(II) em módulo de filtração, em presença do tampão TrisHCI 25 mM pH 7,0 e eluição por acréscimo da concentração de TIis, sendo obtida IgG com aproximadamente 90% de pureza. As membranas de PEV A-CM-Asp-Ni(II) em módulos de filtraçã? apresentaram melhor seletividade, segundo eletroforese SDS-P AGE, e capacidade dinâmica de adsorção maior comparadas às membranas finamente cortadas (capacidade média de adsorção: 53,0 e 7,7 mg de IgG pOT g seca de membrana, respectivamente). O modelo de LangmUir ajustou-se às isotermas de adsorção, à temperatura ambiente, mostrando alta capacidade de adsorção para os sistemas PEV A-IDA-Ni(II) e PEV A-CM Asp-Ni(II) (204,6 e 302,3 mg/g seca de membrana, respectivamente) e constantes de dissociação característica de sistemas de média afinidade (6, I e 10,1 x 10-6 M, respectivamente). A análise dos parâmetros termodinâmicos encontrados para o sistema modelo PEV A-IDA-Ni(II)-IgG, indicaram a complexidade das interações, indicando a existência de interações hidrofóbicas, eletrostáticas e de ligações de coordenação. Neste trabalho, conseguiu-se purificar IgG a partir do plasma humano em! uma única etapa, utilizando-se a técnica da cromatografia em membranas de afinidade, demonstrando a alta potencialidade da utilização do método desenvolvido em processos industriais / Abstract: The use of immunoglobulin G (lgG) in therapeutic applications has growing vastly and it is used in the treatment of a growing number of indications. Several chromatographic techniques have been investigated for IgG purification. In this work, we investigated the effect of the chelators iminodiacetic acid (IDA), carboxymethylaspartate acid (CM-Asp) and Tris-2(aminoethyl)amine (TREN) for IgG purification, from human plasma using Immobilized Metal-ion Affinity Chromatography (IMAC) technique using hollow fibers membranes as support to the chromatographic experiments. For that, adsorption experiments were done, using different buffers systems, on filtration module and on finely cut poly(ethylene) vinyl alcohol (PEV A) membranes containing chelators IDA, TREN and CM-Asp with the metallic ions nickel and copper. The adsorbent selectivity was verified through electrophoresis SDS-PAGE and nefelometric analysis. Best purification conditions were found with PEV A-CM-Asp-Ni(ll) filtration module in the presence of 25 mM Tris HCI pH 7.0 and elution by increasing Tris concentration. In this case, it was possible to obtain IgG with approximately 90% of purity. According to electrophoresis SDS-P AGE and nefelometric analysis, PEV A-CM-Asp-Ni(ll) filtration modules showed better selectivity and superior adsorption dynamic capacity for IgG than those obtained by finely cut membranes (medium adsorption capacity: 53.0 and 7.7 mg of IgG /g of dry membrane, respectively). Lagmüir model adjusted to adsorption isotherms at room temperature (250 C), showed high adsorption capacity for PEV A-IDA-Ni(ll) and PEV A-CM-Asp-Ni(ll) systems (204.6 and 302.3 mg/g dry of membrane, respectively) and showed dissociation constants characteristic of medium affinity systems (6.1 and 10.1 x 10-6 M, respectively). The thermodynamic parameters analysis obtained for PEV A-IDA-Ni(ll)-lgG system indicated the complexity of the interactions, and the existence of hydrophobic and electrostatics interaction besides the coordination bound. In this work, we could purify IgG from human plasma in a single stage, using the affinity chromatographic membranes technique, allowing in this way, the treatment of great volumes per unit of time, showing the high potentiality of this method in industrial processes / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Sonia Maria Alves Bueno / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-09T16:21:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_PaulaTimoteoda_D.pdf: 1311022 bytes, checksum: 1652a409f13e2bb4e1a18a9dcb28d2fa (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Raiva ou hidrofobia é uma infecção viral que atinge o sistema nervoso central, ocorrendo em animais e humanos. As proteínas principais encontradas no vírus da raiva que atuam ativando o sistema imune são a nucleoproteína N (NPV) e a glicoproteína G, uma proteína transmembrana que forma o envelope viral e induz a produção de anticorpos neutralizantes que protegem contra o ataque viral. Este trabalho visou a purificação da glicoproteína G do vírus da raiva com cauda de polihistidina (GPV) a partir do lisado e do sobrenadante da cultura de células de inseto Drosophila melanogaster Schneider 2 (S2AcGPV2), transfectadas com o vetor pAc 5.1/V5-His A contendo o gene da GPV, empregando cromatografia de afinidade por íons metálicos imobilizados (IMAC). Os aspectos abordados neste trabalho foram a derivatização do gel de agarose com o agente quelante ácido iminodiacético (agarose-IDA) e a avaliação da seletividade, capacidade e reprodutibilidade do gel de agarose-IDA-Ni2+ na adsorção da GPV em função de diferentes sistemas tamponantes e de diferentes estratégias de dessorção de GPV (abaixamento de pH ou aumento da concentração de agente competitivo). A seletividade em cada sistema tamponante foi determinada por eletroforese SDSPAGE das frações dos picos de proteína obtidos nas cromatografias e a quantificação de GPV presente nas frações cromatográficas foi realizada através de ensaios do tipo ELISA. A melhor condição utilizada para a purificação da glicoproteína G foi a alimentação de lisado de células em coluna contendo agarose-IDA-Ni2+ equilibrada com tampão fosfato de sódio 20 mM, cloreto de sódio 500 mM, imidazol 2 mM pH 7,0. A lavagem foi realizada com tampão fosfato de sódio 20 mM, cloreto de sódio 500 mM, imidazol 2 mM pH 6,0 e a eluição por aumento de concentração de imidazol para 200 e 500 mM. Os resultados demonstraram a potencialidade de utilização do método de IMAC para a purificação da glicoproteína G do vírus da raiva / Abstract: Rabies or hydrophobia is a viral infection that affects the central nervous system, occuring in animals and humans. The main proteins found in rabies virus that activates the immunological system are the N nucleoprotein (NPV) and the G glycoprotein, a transmembrane protein that forms the spikes of the virus and induces virus-neutralizing antibodies that protect against infection. This research aimed at the purification of the rabies virus glycoprotein containing a polyhistidine tag (GPV) from lisate and supernatant of Drosophila melanogaster Schneider 2 (S2AcGPV2) cells culture, transfected with the vector pAc 5.1/V5-His A containing the GPV gene, using immobilized metal íon affinity chromatography (IMAC). The aspects developed in this project were the agarose gel derivatization with the chelating agent iminodiacetic acid (IDA) and the evaluation of the agarose-IDA-Ni2+ gel seletivity, capacity and reproductibility at the GPV adsorption, regarding different buffer systems and different GPV's desorption strategies (lowering the pH of the buffer or increasing the concentration of a competitive agent in the buffer). The seletivity in each buffer system was determined by performing SDS-PAGE electrophoresis on the chromatographic samples with the larger concentration of proteins, and the GPV quantification in these samples was determined by ELISA assays. The best results of purification were found when lisate was fed into an agarose-IDA-Ni2+ column equilibrated with 20 mM sodium phosphate buffer containing 500 mM sodium chloride and 2 mM imidazole pH 7,0. The washing step was proceeded with 20 mM sodium phosphate buffer containing 500 mM sodium chloride and 2 mM imidazole pH 6,0 and the elution proceeded by raising the imidazole concentration at the wash buffer to 200 e 500 mM. The results demonstrated the potencial of using IMAC to purify rabies virus G glycoprotein / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Helena Bejio (helena.bejio@unioeste.br) on 2017-11-22T22:32:22Z No. of bitstreams: 2 Dout_2016_Adir_Airton_Parizotto.pdf: 5332754 bytes, checksum: 60d2abbcbb8b57de0447f0bf3ced3cfc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-22T22:32:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dout_2016_Adir_Airton_Parizotto.pdf: 5332754 bytes, checksum: 60d2abbcbb8b57de0447f0bf3ced3cfc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-12-09 / The objective of this work was to evaluate the occurrence of the mobility of nitrate (NO3-) and metallic ions (K+, Zn2+, Cu2+, Fe2+, Mn2+) and toxic metals (Pb2+, Cr3+, Cd2+) in soils submitted to applications of biostabilized swine manure. In Chapter I, Article 1 is presented in the form of General Considerations a literature review focusing on the main aspects that characterize the use of pig waste as biofertilizer in agricultural areas. The Chapter II, Article 2 presents the experimental study developed with column lysimeter containing undisturbed samples of soils from four regions of Paraná classified as: (Red Nitosol eutroferric, Sandy Red Latosol dystrophic, Red Latosol dystrophic and Bruno Latosol dystrophic) to evaluate the mobility of NO3- in depth.. The columns were arranged in a completely randomized experimental arrangement (DIC 5x4x3)x3, corresponding to five applications of manure (0, 70, 140, 210 and 420 m3 ha-1) and the simulation of four volumes of rainfall (100, 150 , 200 and 250 mm) with collection of the percolated contributions in three depths (30, 60 and 100 cm) and in three replicates. The percolation tests were carried out in two distinct periods of 114 days, the first one called loading (from september 6 to december 20, 2015), and the second recharging (from march 21 to july 10, 2016). The NO3- concentrations obtained in the percolated contributions were determined by the Cd reduction method using spectrophotometer equipment with wavelength 543 nm. The analytical results showed that in all soils there were successive increases in the concentrations of percolated NO3- as the highest rates of manure and simulated rainfall volumes were applied, especially the Sandy Red Latosol dystrophic which presented the highest concentrations of oxyanion in depth. Also, an evaluation of the mobility of the metals (K+, Zn2+, Cu2+, Fe2+, Mn2+) and toxic metals (Pb2+ +, Cr Total, Cd2+) was carried out, using the same percolation tests. Comparing the contents of these chemical elements present in soils before and after the end of the experimental study period are presented in Chapter III, Article 3 of this work. The percolated concentrations of these chemical elements were determined by atomic absorption spectrometry flame mode (EAA). In general the results of the study characterized the mobility of K+ and Zn2+ in small concentrations by the profile of the studied soils, while the other metallic ions increased their original contents but remained concentrated and worshiped in the superficial layer. On the other hand, the toxic metals did not have their original contents altered with the sequenced application of waste in the soils. In general, the study indicated the need to review and update the legislation of Paraná that regulates the disposal of swine manure in the soil, which should include the mandatory need for periodic agronomic monitoring in order to discipline the rates to be applied in agricultural areas , According to the needs of the agricultural crops, in order to minimize the risks of contamination of the groundwater by the mobility of NO3-. / O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a ocorrência de mobilidade de nitrato (NO3-) e íons metálicos (K+, Zn2+, Cu2+, Fe2+, Mn2+) e metais tóxicos (Pb2+, Cr3+, Cd2+), em solos submetidos a aplicações de dejetos bioestabilizados de suínos. No Capítulo I, Artigo 1 é apresentada na forma de Considerações Gerais uma revisão de literatura enfocando os principais aspectos que caracterizam a utilização dos dejetos de suínos como biofertilizante em áreas agrícolas. O Capitulo II o Artigo 2 apresenta o estudo experimental desenvolvido com lisimetro de colunas contendo amostras indeformadas de solos oriundos de quatro regiões do Paraná classificados como: Nitossolo Vermelho eutroférrico, Latossolo Vermelho Arenoso distrófico, Latossolo Vermelho distrófico e Latossolo Bruno distrófico, para avaliar a mobilidade do NO3- em profundidade. As colunas foram dispostas em arranjo experimental inteiramente ao acaso (DIC 5x4x3)x3, correspondente a cinco aplicações de dejetos (0, 70, 140, 210 e 420 m3 ha-1) e com a simulação de quatro volumes de chuvas (100, 150, 200 e 250 mm) com coleta das contribuições dos percolados em três profundidades (30, 60 e 100 cm) e em três repetições. Os ensaios de percolação foram realizados em dois períodos distintos de 114 dias, o primeiro denominado de carga (de 6 de setembro a 20 de dezembro de 2015), e o segundo de recarga (de 21 de março a 10 de julho de 2016). As concentrações de NO3- obtidas nas contribuições dos percolados foram determinadas pelo método de redução de Cd, utilizando equipamento espectrofotômetro com comprimento de onda 543 nm. Os resultados analíticos mostraram que em todos os solos ocorreram acréscimos sucessivos nas concentrações de NO3- percoladas a medida que foram aplicadas as maiores dosagens de dejetos e volumes simulados de chuva, com destaque para o Latossolo Vermelho Arenoso distrófico que apresentou as maiores concentrações do oxiânion em profundidade. Também foi realizada uma avaliação da mobilidade dos metais (K+, Zn2+, Cu2+, Fe2+, Mn2+) e dos metais tóxicos (Pb2+, Cr3+, Cd2+), em que foram utilizados os mesmos ensaios de percolação. Com comparação dos teores destes elementos químicos presentes nos solos antes e após o término do período do estudo experimental são apresentados no Capítulo III, Artigo 3 deste trabalho. As concentrações percoladas destes elementos químicos foram determinadas por espectrometria de absorção atômica modalidade de chama (EAA). De maneira geral os resultados do estudo caracterizaram a mobilidade de K+ e Zn2+ em pequenas concentrações pelo perfil dos solos estudados, enquanto os demais íons metálicos elevaram os seus teores originais, mas permaneceram concentrados e adorvidos na camada superficial. Em contrapartida, os metais tóxicos não tiveram seus teores originais alterados com a aplicação sequenciada de dejetos nos solos. De maneira geral o estudo indicou a necessidade de revisão e atualização da legislação do Paraná que regula a disposição de dejetos de suínos no solo, que deverá incluir a necessidade obrigatória de acompanhamento agronômico periódico a fim de se disciplinar as taxas a serem aplicadas nas áreas agrícolas, de acordo com as necessidades das culturas agrícolas para se minimizar os riscos do contaminação das águas do lençol freático pela mobilidade do NO3-.

Orientador: Sonia Maria Alves Bueno / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T17:38:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Serpa_Gisele_M.pdf: 3619704 bytes, checksum: 1feef42faa8bb785a83f4c9f481a438c (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Anticorpos monoc1onais são imunoglobulinas secretadas por uma célula híbrida, chamada hibridoma, que é fonnada pela fusão de um linfócito (produtor de anticorpos) e uma célula de mieloma, o que faz do hibridoma uma célula produtora de anticorpos virtualmente imortal. Os anticorpos monoc1onais têm sido utilizados nas áreas analítica e terapêutica, o que implica na necessidade de obtenção de anticorpos de alta pureza. Muitos estudos têm sido realizados visando a purificação de anticorpos monoc1onais, e destacam-se as técnicas de adsorção seletiva, como as cromatografias de troca iônica, hidrofóbicas e de a:f11Údade. Neste trabalho aplicou-se a cromatografia em membranas de álcool polietileno-vinílico, derivatizadas com ácido iminodiacético (IDA), com íons metálicos imobilizados na purificação de anticorpos monoc1onais IgGl a partir de sobrenadante de cultura celular. Para determinar as melhores condiçôes de adsorção e eluição, foram testados os íons Cu2+, Ni2+, Zn2+ e C02+, na presença de diferentes sistemas tamponantes. A seletividade dos metais, em cada um dos sistemas, foi determinada através de eletroforese SDS-PAGE e testes ELISA das frações dos picos de proteína obtidos. A melhor condição de purificação foi a alimentação de sobrenadante de cultura celular previamente precipitado e dialisado com solução de sulfato de amônio, em coluna contendo PEVA-IDA-Zn2+, em presença de tampão Tris-HCI 50 mM a pH 7,0 e eluição por aumento de concentração de Tris. A partir das isotermas de adsorção, determinou-se a capacidade máxima de adsorção e a constante de dissociação do complexo IDA­Zn2+-IgGl que de acordo com o ajuste dos parâmetros pelo modelo de Langmuir, mostraram uma alta capacidade de adsorção (63,4 mg/g de membrana seca) e uma constante de dissociação (8,lxlO-6 M) característica de sistemas de média afinidade. Foram também determinadas as curvas de ruptura para o processo proposto, através de experimentos de fIltração a diferentes vazões de alimentação, utilizando um módulo contendo as fibras ocas com Zn2+ imobilizado, construído em nosso laboratório / Abstract: Monoc1onal antibodies are immunoglobulins produced by a hybrid cell ca11ed hybridoma. These cells result from the fusion of lymphocytes with malignant myeloma cells. Hybridomas cells express both the lymphocyte's property of specific-antibody production and the immortal character of the myeloma cells. Monoc1onal antibodies have been used in analy1ica1 and therapeutica1 areas. This application needs high1y pure antibodies. Many techniques have been studied focusing monoc1onal antibodies purification. These techniques inc1ude ion exchange, hydrophobic and affinity chromatography. In this study, we applied polyethylenevinyl alcohol (PEV A) membranes in the purification of monoc1onal antibody from cell culture supem.atant. These membranes were derivatized with the quelant agent, iminodiacetic acid (IDA). We evaluated the adsorption and purification of monoc1onal antibodies on the matrix with different immobilized metal ios, Cu2+, Ni2+, Zn2+ and C02+ and with different buffers. According to SDS­PAGE electrophoresis and ELISA analysis, the higher selectivity was obtained in the presence of 50 mM Tris-HCl buffer, pH 7,0 and with elution by increasing Tris concentration, with immobilized Zn2+, wich provided the purification of IgG with traces of albumin. The adsorbent capacity and the dissociation constant of the complex IDA-Zn2+-IgGI were determinated from adsorption isotherms. According to the Langmuir model, the results indicated that the matrix presents high adsorption capacity (63,4 mg/g de chy membrane) and a dissociation constant (8,1 x 10-6 M) characteristic for intermediate affinity systems. We also evaluated the breaktrough curves for PEVA-IDA-Zn2+ membrane chromatography for the antibodies purification using different flow rates. These breaktrough CUIVes are important to sca1e up procedure / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Solange Cadore, Sergio Luis Costa Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T00:57:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_RitaMariaWesteNano_D.pdf: 2677135 bytes, checksum: 453aee11d8c1855bb96aa0236c654c2d (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A poluição dos mares, baías e estuários provocada pela emissão de efluentes industriais e residenciais contendo íons metálicos é um dos principais fatores que favorece a contaminação dos moluscos bivalves. Esses organismos sofrem de maneira intensa a bioacumulação de íons metálicos, mesmo em baixas concentrações, tornando-se muitas vezes impróprios para o consumo humano e, além disso, podem refletir o grau de contaminação ambiental. Métodos de digestão com aquecimento assistido por microondas (MW) e com bloco digestor (BD) foram desenvolvidos para a determinação de íons metálicos em tecido de moluscos bivalves, por Espectrometria de Emissão Óptica em Plasma com Acoplamento Indutivo (ICP OES). Um planejamento de misturas do tipo simplex-centróide foi utilizado para estudar o efeito dos reagentes HNO3, HCl e H2O2 nos dois métodos. A análise de material de referência certificado de tecido de ostra (SRM 1566b - NIST) em condições instrumentais otimizadas e nos comprimentos de onda selecionados, apresentaram recuperação dos íons estudados entre 90 - 105%, para o método de digestão com aquecimento assistido por MW, e entre 90 - 100% para o método de digestão com aquecimento no BD. A eficiência das digestões foi avaliada pela determinação do carbono orgânico total (TOC) presente na solução, obtendo-se uma variação de 0,05 a 0,64%. A acidez das soluções variaram de 1,3 a 5,6% sendo que as soluções provenientes da digestão em forno de MW apresentaram menores valores comparados com a decomposição no bloco digestor. Usando o modelamento de misturas foi possível ajustar modelos matemáticos e determinar a composição adequada da mistura HCl - HNO3 - H2O2 para a decomposição de tecidos de moluscos bivalves. As proporções dos componentes foram 0,333: 0,333: 0,334 e 0,200: 0,200: 0,600 para digestão assistida por microondas e em bloco digestor, respectivamente. Os métodos empregados permitiram determinar macro e microconstituintes em tecidos de moluscos, constituindo-se em importantes ferramentas a serem empregadas para a solução de problemas ambientais / Abstract: The pollution of oceans, bays and estuaries as a result of industrial and domestic effluents that contain metallic ions is one of the most important factors that lead to the contamination of bivalve molluscs. These organisms are greatly affected by the bioaccumulation of inorganic species, even at low concentrations, reflecting the environmental contamination level. Under these conditions the ingestion of this kind of food is not recommended. Digestion methods based on heating in a microwave oven (MW) or with a digester block BD) for the subsequent determination of metallic ions in bivalve tissues by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP OES) were developed. Mixtures planned using a simplex-centroide program were to study the effect of the reagents HNO3, HCl e H2O2 in both methods. The analysis of a certified reference material of oyster tissue (SEM 1566b - NIST) under the optimized instrumental conditions at the selected wavelengths showed recoveries of 90 -105%, for digestion by MW and of 90 -100%, for digestion by BD. The efficiency of digestion was evaluated by the determination of total organic carbon (TOC) remaining in the solution and values between 0.05 and 0.64% were obtained. The digestion using MW heating showed lower values compared with BD decomposition. Using the modelling of the mixtures it was possible to determine the most adequate composition of HCl-HNO3-H2O2 mixture for the decomposition of bivalve mollusc tissues. The ratios of mixtures were: 0.333:0.333:0.334, for MW digestion and 0.200:0.200:0.600 for BD digestion. The developed methods allowed the determination of macro and microconstituents in mollusc tissues and are important tools for environmental studies / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Ivo Milton Raimundo Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T23:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fontes_LaianedeMoura_D.pdf: 2914385 bytes, checksum: 3a68971b696f9f31967f1132ab348427 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho descreve o desenvolvimento de diferentes fases extratoras para a determinação de hidrocarbonetos aromáticos e de íons metálicos em água. Para o desenvolvimento das fases extratoras de polidimetilsiloxano e nanotubos de carbono (PDMS-NTC), os nanotubos foram tratados com ácido nítrico, octadecilamina e hipoclorito de sódio. Este último produziu grupos carboxílicos na superfície do nanomaterial, aumentando sua afinidade por hidrocarbonetos aromáticos. A fase extratora foi preparada pela dispersão dos NTC no PDMS e, depois de pronta, inserida num frasco preenchido com as soluções aquosas dos analitos. Após 60 minutos sob agitação, a fase extratora foi removida da solução, seca e inserida em um sistema de medidas, empregando-se um espectrofotômetro FT-NIR. A fase extratora com NTC oxidados com NaOCl possibilitou um aumento da capacidade de extração de 40% e 20% para tolueno e benzeno, respectivamente. No segundo momento, foram desenvolvidas membranas poliméricas plastificadas utilizando os reagentes complexantes Br-PADAP e TAN para a determinação de cobre e chumbo em água por espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS). As membranas de PVC não forneceram resultados satisfatórios como fase extratora, pois a homogeneidade e estabilidade da superfície das membranas não puderam ser estabelecidas de maneira satisfatória. Papel de filtro analítico foi utilizado como fase extratora para a pré-concentração de íons cobre e chumbo em meio aquoso de forma eficiente, superando as desvantagens das medidas diretas de líquidos por LIBS. A capacidade de adsorção do papel de filtro foi favorecida pela utilização de soluções básicas, principalmente, entre pH 8,0 e 9,0. O tempo de extração foi de 30 minutos para cobre e 60 minutos para chumbo. Os limites de detecção encontrados foram de 0,22 e 0,53 mg L-1 para cobre e chumbo, respectivamente. Não foi observada interferência dos íons Ni (II), Zn (II), Cd (II) e Fe(III), tampouco influência da força iônica. O método proposto foi utilizado para a determinação de cobre e chumbo em amostra de água de torneira enriquecida em três níveis de concentrações. Recuperações na faixa de 98,8% - 114,3% foram obtidas indicando que a determinação direta de íons cobre e chumbo em amostras aquosas pela técnica LIBS utilizando papel de filtro como fase extratora apresenta potencial para a análise de amostras reais / Abstract: This work describes the development of extraction phases for determination of aromatic hydrocarbons and metal ions in water. For development of the phase based on polydimethilsiloxane and carbon nanotubes (PDMS-NTC), carbon nanotubes were previously functionalized with nitric acid, octadecylamine and sodium hypochlorite. The latter oxidizing agent produced carboxyl groups on the surface of the nanomaterial, increasing its affinity for aromatic hydrocarbons. The extraction phase was prepared by dispersing the functionalized NTC in PDMS, which was polymerized to form cylindrical monoliths. Extractions were performed by immersing the monolith in a flask filled with the aqueous solutions of analytes, containing 2.0 mol L-1 NaCl. After an extraction time of 60 min under constant stirring, the monolith was removed from the flask, dried and inserted in the measuring cell of the FT-NIR spectrophotometer. The extraction phase containing NTC oxidized by sodium hypochlorite allow an increase of the sensitivity of 40% and 20% for toluene and benzene, respectively. In the second part, plasticized polymeric membranes containing Br-PADAP or TAN as complexing reagents were developed for determination of lead and copper in water by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS). The PVC membranes did not provide satisfactory results, as the homogeneity and the stability of the membrane could not be attained. Analytical filter paper was then employed as an extraction phase to efficiently pre-concentrate lead and copper ions from aqueous solution, circumventing the disadvantages of direct measurements of liquid phase by LIBS. The sorption capacity of the filter paper was enhanced in basic solutions, mainly within pH 8.0 and 9.0. The ideal extraction time for Cu(II) was 30 minutes and 60 minutes for Pb(II). The detection limits were estimated as 0.22 and 0.53 mg L-1 for Cu(II) and Pb(II), respectively. Interference of Ni (II), Zn (II), Cd (II) and Fe(II) ions were not observed, as well as the influence of the ionic strength. The proposed method was employed for determination of cooper and lead in tap water fortified at three concentrations levels. Recoveries in the range from 98.8% to 114.3% were obtained, indicating that direct determination of these ions in aqueous samples by the LIBS using filter paper as an extraction phase has a potential for analysis of aqueous samples / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências