O mecônio é uma matéria fecal que começa a acumular no intestino do feto por volta do terceiro mês de gestação e normalmente é eliminado nos primeiros dias de vida do recém nascido. No mecônio ocorre o acúmulo de substâncias com as quais a mãe entrou em contato durante o período de gestação e, portanto, sendo possível avaliar a exposição fetal. Nos casos de mães fumantes, compostos presentes no tabaco tais como nicotina e substâncias que são formadas após a metabolização da nicotina como por exemplo a cotinina, podem ser também detectadas nas amostras de mecônio, já que ocorre o acúmulo de nicotina e seus metabólitos no mesmo. O uso do cigarro durante o período gestacional acarreta em uma série de problemas ao feto como baixo peso ao nascer, parto pré-maturo, doenças no trato respiratório, dentre outros. Nos dias atuais é possível fazer a pesquisa de drogas lícitas e ilícitas em várias amostras biológicas tais como, sangue, urina, cabelo, fluido oral, mecônio, entre outras. O mecônio é uma boa opção, por vários motivos: amostragem fácil e não invasiva (a coleta pode ser feita na fralda), indica o histórico do uso de substâncias pela mãe durante a gestação por ser cumulativo, etc. O objetivo foi desenvolver e validar um método analítico empregando cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas para a determinação de nicotina e, seu metabólito, cotinina em amostras de mecônio coletadas de recém nascidos. Para o desenvolvimento do método foi utilizado 0,5g de mecônio e os analitos foram extraídos com metanol e em seguida a amostra foi submetida a purificação através da extração em fase sólida utilizando cartuchos Bond Elut Certify I. O método foi validado de acordo com os parâmetros estabelecidos pela ANVISA e demonstrou linearidade de 160 1600 ng/g para nicotina e de 160 1000 ng/g para cotinina. Os limites de detecção estabelecidos foram de 10 ng/g para nicotina e 60 ng/g para cotinina, enquanto os limites de quantificação foram de 60 ng/g para nicotina e 100 ng/g para cotinina. A exatidão apresentou valores de 91,73% a 103,73%, a precisão intra-ensaio variou entre 3,21% a 10,86%, e a precisão inter-ensaio obteve valores entre 4,91% a 9,88%. O método validado foi aplicado em amostras de mecônio coletadas no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (HCFMRP-USP). / Meconium is a fecal matter passed by the newborn after birth. It begins to form around the 3th month of gestation and accumulates in the fetus until birth. Substances which the mothers had contact during the gestation period may accumulate in meconium and, therefore, its possible to assess fetal exposure. Substances from the tobacco smoke, like nicotine and its metabolite cotinine, also accumulates in the meconium and can be detected .Maternal smoking during pregnancy is hazardous to the fetus and it is associated with low birth weight, prematurity, respiratory tract infections and others. Nowadays it is possible to assess licit and illicit drugs in several biological samples like blood, urine, hair, oral fluid, meconium and others. Meconium is the best choice because its easy to collect and its noninvasive, indicates a history of substances use by the mother in the latter half of pregnancy, etc. The purpose of this study was to develop and validate a methodology using gas chromatography-mass spectrometry to assess nicotine and cotinine in meconium samples collected from newborns. To the development of the methodology 0,5g of meconium was used per assay and the analytes were extracted from the matrix using methanol. Then, a solid phase extraction was applied using Bond Elut Certify I cartridges. The methodology was validated in the range of 160 1600 ng/g for nicotine and 160 - 1000 ng/g for cotinine. The limit of detection established was 10 ng/g for nicotine and 60 ng/g for cotinine, while the limit of quantification was 60 ng/g for nicotine and 100 ng/g for cotinine. The accuracy showed values between 91,73% and 103,73%, the intra-assay precision between 3,21% and 10,86% and the inter-assay precision between 4,91% and 9,88%. The validated methodology was applied to analysis of meconium samples collected from newborns in the Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (HCFMRP-USP).

Copaíbas referem-se às grandes árvores que crescem, principalmente, nos estados do Amazonas, Pará, Ceará e no norte do Brasil. Copaifera langsdorffii pode ser encontrada em praticamente todas as regiões do Brasil. Amostras de óleorresina, especialmente àquelas obtidas da C. langsdorffii, têm sido utilizadas na medicina popular como anti-inflamatório, antiséptico urinário e cicatrizante. Além disso, o extrato hidroalcoólico das folhas desta árvore despertou a atenção do nosso grupo por apresentar propriedades antilitiásicas. Portanto, os objetivos do presente trabalho foram: investigar a composição química de amostras de C. langsdorffii; desenvolver e validar métodos cromatográficos capazes de quantificar os principais componentes presentes nas amostras de C. langsdorffii e avaliar a influência da sazonalidade no perfil químico dos extratos hidroalcoólicos da espécie. Para os estudos fitoquímicos foram utilizados os processos de maceração e percolação para obtenção dos extratos. Extratos brutos e respectivas frações foram analisados e fracionados por técnicas cromatográficas em camada delgada e em colunas de sílica gel. Os compostos promissores foram purificados por CCDP e CLAE na escala semipreparativa. As estruturas químicas destes compostos foram elucidadas por RMN de 1H e 13C. O método analítico para avaliar o extrato hidroalcoólico foi desenvolvido por CLAE/UV-DAD. Neste sentido, foi desenvolvido protocolo para preparação da amostra, no qual envolve agitação, temperatura e a utilização de solução etanólica a 70% como solvente extrator. Na análise sazonal, alíquotas das folhas da espécie foram coletadas mensalmente durante 14 meses. CG/EM e CG-DIC foram utilizadas para identificação e desenvolvimento de método, considerando os principais compostos voláteis presentes no óleo e nas folhas. Para tanto, aparelho tipo Clevenger foi utilizado para obtenção destes voláteis. Na investigação fitoquímica 13 compostos foram isolados e identificados e 12 sesquiterpenos foram identificados. Dentre os voláteis destacam-se -copaeno, -cariofileno, -humuleno e óxido de cariofileno. O ácido caurenóico foi isolado do óleorresina e dos extratos das folhas, flores e frutos da C. langsdorffii. O ácido copálico e seus derivados foram obtidos do fracionamento com o óleorresina. O fracionamento dos extratos obtidos das folhas, flores e frutos também resultou no isolamento dos ácidos ent-labda-7,13-dien-15-óico e 2-hidróxi-ent-labda-7,13-dien-15-óicos. Dois flavonóis, 3-O--ramnopiranosil-quercetina e 3-O--ramnopiranosil-canferol foram isolados dos extratos hidroalcoólicos das folhas da espécie. O éter 2-hidróxifenilvinil etílico foi isolado do extrato dos frutos. A partir da reação de derivatização com algumas amostras obtiveram-se o caurenoato de metila, 2-hidróxi-ent-labda-7,13-dien-15-oato de metila e o 4-metóxi-cinamoato de etila. O método por CLAE permitiu a quantificação de cinco flavonóis: rutina, 3-O--ramnopiranosil-quercetina, 3-O--ramnopiranosil-canferol, quercetina e canferol. Este método apresentou recuperação média de 97%. As análises qualitativas sazonais dos extratos hidroalcoólicos das folhas indicaram a presença de 3-O--ramnopiranosil-quercetina, 3-O--ramnopiranosil-canferol durante todo período de estudo. Nas análises quantitativas, estes dois flavonois apresentaram teores médios de 1,8 e 1,0%, respectivamente. O método desenvolvido por CG-DIC detectou e quantificou -copaeno, -cariofileno, -humuleno em óleo de copaíba e no óleo essencial das folhas. Para ambos os métodos validados, os parâmetros de seletividade, LOD, LOQ, exatidão, precisão e robustez apresentaram resultados satisfatórios. De modo geral, as composições químicas das amostras estudadas são semelhantes. Os métodos validados podem ser utilizados como ferramentas analíticas no controle de qualidade do óleo de copaíba, extratos e derivados. / Copaiba refers to large trees that grow mainly in the states of Amazonas, Pará, Ceará and northern Brazil. Copaifera langsdorffii can be found in almost all regions of Brazil. Samples of its oilrresin, especially one obtained from C. langsdorffii have been used in folk medicine as anti-inflammatory, antiseptic, urinary antiseptic and wound healing. In addition, the hydroalcoholic leaves extract of this tree has drawn the attention of our research group because of its antilitiasic properties. Therefore, the goals of this work were: to investigate the chemical profile of samples of C. langsdorffii; to develop and validate chromatographic methods capable of quantifying the main components present in the samples of C. langsdorffii; to evaluate the influence of seasonality in the chemical profile of the ethanolic extracts of this species. For preparation of the extracts maceration and percolation were used. Crude extracts and fractions were analyzed and fractionated by thin layer chromatography and silica gel column chromatography. Promising compounds were purified by HPLC and preparative TLC. The chemical structures of the isolated compounds were elucidated by 1H NMR and 13C. The method for the analysis of the hydroalcoholic extract was developed by HPLC/UV-DAD. Also, a protocol for sample preparation was also developed, including shaking, temperature and ethanol 70% as solvent extractor. For the seasonal analysis, aliquots from the leaves of trees were collected monthly for 14 months. GC/MS and GC-FID was used to identify and develop the method, considering the main volatile compounds present in the oil and leaves. For both, Clevenger type apparatus was used to obtain these volatiles. The phytochemical study led to the isolation and identification of 13 compounds. Also, 12 sesquiterpenes were identified, including -copaene, -caryophyllene, -humulene and caryophyllene oxide. Kaurenoic acid was isolated from oilrresin and from the extracts of leaves, flowers and fruits of C. langsdorffii. Copalic acid and its derivatives were obtained by fractionation of the oilrresin. Fractionation of extracts from leaves, flowers and fruits also resulted in the isolation of ent-labda-7,13-dien-15-oic acid and 2-hydroxy-ent-labda-7,13-dien-15-oic acid. Two flavonols, 3-O--rhamnopyranosyl-quercetin and 3-O--rhamnopyranosyl-kaempferol were isolated from the hydroalcoholic extracts of the leaves of this species. The 2-hidroxyphenylvinyl ethyl ether was isolated from the extract of the fruits. The some fraction was derivatized furnishing methyl kaurenoate, methyl 2-hydroxy-ent-labda-7,13-dien-15-oate and the 4-methoxy-ethyl cinamoate. The developed HPLC method allowed the quantification of five flavonols: rutin, 3-O--rhamnopyranosyl-quercetin, 3-O--rhamnopyranosyl-kaempferol, quercetin and kaempferol. This method showed average recovery of 97%. The qualitative analysis of seasonal variation in the hydroalcoholic extracts of leaves indicated the presence of 3-O--rhamnopyranosyl-quercetin and 3-O--rhamnopyranosyl-kaempferol throughout the studied period. Regarding the quantitative analysis, these two flavonols showed average levels of 1.8 and 1% respectively. The method developed by GC-FID detected and quantified -copaene, -caryophyllene, -humulene in copaiba oil and leaves essential. For both validated methods, the parameters of selectivity, LOD, LOQ, accuracy, precision and robustness showed satisfactory results. In general, the chemical compositions of the studied samples are similar. The developed validated methods can be used as analytical tools for the quality control of copaiba oil, its extracts and products.

O gênero Eucalyptus, família Myrtaceae, é composto por mais de 400 espécies, das quais a maioria é nativa do continente australiano. Dentre as espécies mais conhecidas, o Eucalyptus globulus tem sido tradicionalmente utilizado pela população no tratamento de doenças respiratórias devido a seus efeitos expectorante, fluidificante e antisséptico. Assim, como para todos fitoterápicos, durante o desenvolvimento de um novo produto é imprescindível que os parâmetros de segurança, eficácia e qualidade sejam devidamente certificados e assegurados. Para tanto, é necessário desenvolver e validar metodologias analíticas para o controle de qualidade e, desta forma, assegurar o efeito terapêutico desejado. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e validar uma metodologia analítica capaz de quantificar com exatidão o teor de 1,8-cineol em óleo essencial, planta desidratada e extratos de E. globulus, bem como em xarope à base de extrato fluido desta espécie. O método analítico foi desenvolvido e validado em cromatógrafo de fase gasosa da marca Hewelett Packard Agilent Tecnologies, Inc, modelo 6890N, equipado com injetor split/splitless e detector de ionização em chama. O injetor operou no modo split (razão 20:1), à temperatura de 250 °C, enquanto o detector operou à temperatura de 270 °C. Como gás de arraste utilizou-se hidrogênio, com fluxo de 2,2 mL/min. Para as análises utilizou-se coluna capilar de sílica fundida HP-5 (5% fenil-metil-siloxano) de dimensões: 30,0 m x 320,0 µm x 0,25 µm. O programa de temperatura do forno iniciou-se em 75 °C e foi concluído a 200 °C, no período de 20 minutos. A identificação dos principais componentes presentes na espécie foi realizada utilizando-se cromatografia gasosa com detecção de massas (CG-EM). Para a análise qualitativa foram obtidos fingerprints de 12 espécies de Eucalyptus, a citar: E. botryoides, E. citriodora, E. elba, E. globulus, E. grandis, E. microcorys, E. paniculata, E. resinifera, E. robusta, E. saligna, E. tereticornis e E. urophylla. O cromatograma do óleo de E. globlulus apresenta um pico majoritário em 5,23 minutos, correspondente ao 1,8-cineol. Já os cromatogramas das outras espécies, possuem diferenças e semelhanças significativas, tanto na presença de metabólitos quanto na quantidade de cada um, o que permite a identificação preliminar de cada espécie por este método. Além da seletividade e linearidade alcançadas, a porcentagem de recuperação ficou situada em 99,8% para as folhas de eucalipto e 100,5% para o xarope. A precisão, determinada pelo desvio padrão relativo de sextuplicatas à concentração do teste para as folhas e xarope foi de 1,86% e 0,92% respectivamente, ou seja, dentro do limite estabelecido ela ANVISA que é de, no máximo 5%. Finalmente, foram determinados os limites de detecção (4,79 g/mL) e quantificação (14,51g/mL) e avaliada a influência dos principais parâmetros modificados deliberadamente na determinação da robustez, através do teste de Yuden. Sendo assim, o método desenvolvido, utilizando padronização interna, se mostrou adequado para a quantificação do marcador 1,8-cineol não só nas folhas, extratos e óleo essencial de E. globulus, mas também em xarope contendo o extrato desta espécie, garantindo a rastreabilidade de todo o processo produtivo. / The genus Eucalyptus, family Myrtaceae, is composed of more than 400 species, most of them native to Australia. From the most known species, Eucalyptus globulus has been traditionally used for the treatment of respiratory diseases because of its expectorant, mucolytic and antiseptic effects. As occurs for all phytomedicines, during the development of a new product, it is indispensable to guarantee and to certify the security, efficacy and quality parameters. For this reason, it is necessary to develop and validate analytical methodologies for the quality control system and to assure the desired therapeutic effect. Therefore, the aim of this work was to develop and validate an analytical methodology capable to quantify, with accuracy, the 1.8-cineol content in E. globulus essential oil, dried leaves, extracts and syrup. The analytical procedure was developed and validated using a Hewlett-Packard 6890N gas chromatograph (Agilent Technologies, Inc.) equipped with a split/splitless injector inlet and a flame ionization detector. The injector operated in the split mode (20:1), at 250 °C, while the detector operated at 270 °C. Hydrogen at a flow rate of 2.2 mL/min was employed as carrier gas. An HP-5 capillary column (30 m of length x 0.32 mm of internal diameter x 0.25 µm of film thickness) was used for the analysis and the non linear increasing temperature gradient was: 75 °C to 200 °C, in 20 min. The identification of the main compounds of E. globulus was made using GC-MS. For the qualitative analysis the fingerprints of 12 Eucalyptus species were obtained: E. botryoides, E. citriodora, E. elba, E. globulus, E. grandis, E. microcorys, E. paniculata, E. resinifera, E. robusta, E. saligna, E. tereticornis and E. urophylla. The chromatogram of E. globulus shows the main peak (1.8-cineol) at 5.23 minutes. The chromatograms of the other species have some significant differences and similarities in the presence and quantity of metabolites, a fact that allows a preliminary identification of each specie by this method. Besides the selectivity and linearity achieved, the recovery was at 99.8% for the leaves and 100.5% for the syrup. The repeatability, determined by the relative standard deviation in six replicates at test concentration, was 1.86% and 0.92%, respectively. This result is in agreement with the Brazilian regulamentation (the maximum value established for ANVISA is 5%). The detection limit was 4.79 g/mL while the quantification limit was 14.51g/mL. Finally, the influence of the main modified parameters for the robustness was determined using the Yuden test. The developed method, with internal standardization, proved to be reliable for the quantification of 1.8-cineol, not only in eucalyptus leaves, extracts and essential oils, but also in syrup formulations containing this plant extract, avowing the rastreability of the entire manufacturing process.

A remoção do surfactante Alquilbenzeno Linear Sulfonado (LAS) de água residuária de lavanderia comercial foi estudada em EGSB (Expanded granular sludge bed). Essa água residuária foi diluída em esgoto sanitário. O volume útil do reator era de 1,8 L. Toda a operação ocorreu em condições mesofílicas, para TDH (tempo de detenção hidráulica) de 36 horas, velocidade ascensional de 4 m/h e vazão de recirculação de 8,5 L/h. A água residuária de lavanderia era diluída até que se atingisse aproximadamente 20 mg/L de LAS na alimentação do reator. O sistema foi operado em três fases. Na primeira fase de operação usou-se água de abastecimento para diluir a água residuária de lavanderia; na segunda fase utilizou-se uma mistura de água de abastecimento e esgoto sanitário para diluição da água residuária de lavanderia, sendo que 50 % da composição era esgoto sanitário; e, por fim, na última fase de operação utilizou-se apenas esgoto sanitário como diluente da água residuária. Na primeira fase foi necessária adição de bicarbonato de sódio como agente tamponante. Em todas as fases aplicou-se DQO (demanda química de oxigênio) e LAS afluente de 341 ± 216 mg/L e 18,8 ± 7,3 mg/L, respectivamente. A adição do esgoto sanitário afetou a remoção do surfactante, o que na fase inicial (Fase I) representou 77,2 ± 14,9 % e na fase final (Fase III) passou a ser 55,3 ± 18,4 % de remoção de LAS. No entanto, ao passo que a remoção de LAS diminuiu, a remoção de DQO aumentou de 57 ± 16 % para 65 ± 10 %, respectivamente, para a Fase I e Fase III. Além disso, devido a adição de esgoto sanitário verificou-se aumento do tamanho dos grânulos, de 3,67 ± 1,83 mm (Fase I) para 4,97 ± 1,99 mm (Fase II); e também da concentração de sólidos totais no reator, de 5,79 g/L (Etapa I) para 9,50 g/L (Fase III). Por meio do balanço de massa de LAS verificou-se remoção de 69 % de LAS, sendo que 67 % foram removidos por degradação e 2 % por adsorção do mesmo na biomassa. Por fim, por meio das análises por CG/EM (Cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas) observou-se 17 substâncias no afluente e apenas 4 no efluente, tais como, mercaptanas, hidrocarbonetos, aminas e amidas. A maioria delas são tóxicas aos organismos aquáticos e estão presentes em produtos de limpeza e higiene pessoal. / The removal of the surfactant Linear Alkylbenzene Sulfonate (LAS) of wastewater of a commercial laundry was studied in an EGSB (Expanded granular sludge bed). This wastewater was diluted in sewage. The useful volume of the reactor was of 1,8 L. The whole operation occurred on mesophilic conditions, to HRT (Hydraulic Retention Time) was 36 hours, the upflow speed of 4 m/h and recirculation flow of 8,5 L/h. The laundry waste water was diluted until achieve 20 mg/L of LAS on the reactor feed. The system was operated in three stages. In the first operation stage water supply was used to dilute the wastewater laundry; in the second stage used a mixture of water supply and sewage for dilution of wastewater laundry and 50 % of the composition was sewage; and finally, in the last stage of operation is only used sewage as a diluent of wastewater. In the first stage was required addition of sodium bicarbonate as buffering agent. All the stages was applied COD (Chemical oxygen demand) and LAS influent 341 ± 216 mg/L and 18,8 ± 7,3 mg/L, respectively. The addition of sewage affected the surfactant removal, which on the first stage (Stage I) represented 77,2 ± 14,9 % and on the final stage (Stage III) became 55,3 ± 18,4 % of LAS removal. However, while removing of LAS decreased the COD removal increased from 57 ± 16 % to 65 ± 10 %, respectively, to Stage I and Stage III . Furthermore, due to the addition of sewage was checked an increased on the size of the grain from 3,67 ± 1,83 mm (Stage I) to 4,97 ± 1,99 mm (Stage II); and also the concentration of total solids into the reactor, from 5,79 g/L (Stage I) to 9,50 g/L (Stage III). By mass balance LAS was found a remove of 69 % of LAS, wherein 67 % were removed by degradation and 2 % by adsorption of the surfactant in the biomass. Finally, through analysis by GC/MS (gas chromatograph/mass spectrometry) 17 substances were observed in the influent and only 4 in the effluent, such as, mercaptans, hydrocarbons, amines and amides. Most of them are toxic to aquatic organisms and are present in cleaning products and personal hygiene.

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Der Einsatz der Finite-Element-Methode bei linearen piezoelektrischen Problemen führt auf eine Systemmatrix der Struktur \[\left( \begin{array}{lr} C & B \\ B^T & -K \end{array} \right)\] mit positiv definiten Blockmatrizen C und K. Zur Lösung indefiniter Gleichungssysteme, die diese symmetrische Blockstruktur besitzen, kann der Bramble--Pasciak--CG eingesetzt werden. Entscheidend für eine schnelle Lösung ist es dabei, gute Vorkonditionierer für den Block C sowie für ein inexaktes Schurkomplement zu finden. Nachfolgend wird das Schurkomplement auf Spektraläquivalenz zur Blockmatrix K untersucht, für welche gute Vorkonditionierer bekannt sind. / Using the Finite-Element-Method with linear piezoelectric problems leads to a linear system of the structure \[\left( \begin{array}{lr} C & B \\ B^T & -K \end{array} \right)\] with symmetric positive definite matrix blocks C and K. The Bramble--Pasciak--CG is a possible solver for indefinite linear systems of equations with this special symmetric block structure. Essential for fast solving are good preconditioners for the block C as well as for an inexact Schur complement. In the following, the Schur complement is examined to spectral equivalence with the matrix K. For K quite good preconditioners are known.

Variants on the choice of nessecary control parameters in the generalized Bramble-Pasciak-CG method are discussed.

Comets are the most active around their perigees. The increased outgassing can lead to a coma thick enough to effectively absorb the solar EUV radiation, which engenders a self-shielding comet nucleus and inner layers of the ionosphere. This effect of self-shielding can be calculated by the attenuation of the sunlight according to the Beer-Lambert law. Here we focus on the perihelion of comet 67P/Churyumov-Gerasimenko, the target comet of the ESA Rosetta mission. We calculate attenuated photoionization frequencies and implement these into an ionospheric model constructed in a recent project work (by the same author). The ionization frequencies and ion number densities are calculated as a function of cometocentric distance and compared with the latest published peer-reviewed article by Heritier et al. (2017). Overall, the agreement is fairly good. The most significant difference is the discrepancy of number densities of O2 ions, which is higher in our model by nearly an order of magnitude. This discrepancy is attributed to the fact that Heritier et al (2017) only considered charge transfer processes for the formation of O2+, while we identify photoionization of O2 as the main production mechanism.

This dissertation presents a legal and regulatory framework of corporate social responsibility (CSR) and the effect it has on social transformation in South Africa. It is premised on Dodds' theory of stakeholder protection which is articulated with greater clarity by Jeff Smith. He states that directors are agents of all stakeholders. In other words, they have the responsibility to ensure that every stakeholder's rights and interests are protected and fulfilled. This, he further explains, should be carried out by means of a balancing exercise between each stakeholder interest in every transaction. The dissertation demonstrates how the private sector can 'effectively' utilise principles of CRS to contribute towards and expedite social transformation. The significance of social transformation rests on it being a constitutional imperative as employed to redress the legacy of Apartheid. Lastly, the dissertation discusses CSR and how it affects social transformation in India and the United Kingdom (UK) with the aim of gleaning comparative insights. The dissertation then makes recommendations that the South African CSR legislation should embody objectives of our broader national interests similar to the Indian approach. In addition, it argues for a fully defined set of directors' duties which promotes compliance with CSR goals similar to the UK approach.

Within computational continuum mechanics there exists a large category of simulation methods which operate by tracking Lagrangian particles over an Eulerian background grid. These Lagrangian/Eulerian hybrid methods, descendants of the Particle-In-Cell method (PIC), have proven highly effective at simulating a broad range of materials and mechanics including fluids, solids, granular materials, and plasma. These methods remain an area of active research after several decades, and their applications can be found across scientific, engineering, and entertainment disciplines. This thesis presents a GPU driven PIC-like simulation framework created using the Vulkan® API. Vulkan is a cross-platform and open-standard explicit API for graphics and GPU compute programming. Compared to its predecessors, Vulkan offers lower overhead, support for host parallelism, and finer grain control over both device resources and scheduling. This thesis harnesses those advantages to create a programmable GPU compute pipeline backed by a Vulkan adaptation of the SPgrid data-structure and multi-buffered particle arrays. The CPU host system works asynchronously with the GPU to maximize utilization of both the host and device. The framework is demonstrated to be capable of supporting Particle-in-Cell like simulation methods, making it viable for GPU acceleration of many Lagrangian particle on Eulerian grid hybrid methods. This novel framework is the first of its kind to be created using Vulkan® and to take advantage of GPU sparse memory features for grid sparsity.