Orientador: Alvaro de Baptista Neto / Banca: Alberto Colli Badino Junior / Banca: Fernando Lucas Primo / Resumo: Com o desenvolvimento da indústria moderna, houve o aumento na utilização de colorantes artificiais em diferentes áreas, entre elas destaca-se o setor alimentício e farmacêutico. Com a utilização contínua desses colorantes no ramo alimentício foi verificado, dependendo da classe e da concentração, o grande potencial desses compostos causarem diversas doenças, dentre elas o câncer. Com isso, é possível observar um crescente desenvolvimento de tecnologias que visam à obtenção de processos de produção de colorantes naturais, de origem biológica, que são considerados mais saudáveis e menos nocivos à saúde humana. Nesse contexto, as antraquinonas, se destacam por possuírem compostos que podem ser utilizados como colorante natural. Há muitos trabalhos na literatura destacando diversas ações desses compostos naturais, como por exemplo, atividade hepatoprotetora, anticancerígena, antimicrobiana, antifúngica, antiviral, antidiabética, antioxidante, entre outras. Nesse sentido, visto a grande importância de colorantes naturais pertencentes ao grupo das antraquinonas, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver métodos para extração e quantificação de um colorante natural pertencente à classe das antraquinonas, e os resultados foram satisfatórios. Foi possível determinar o processo de purificação e extração através de cromatografia de adsorção, utilizando como adsorvente a resina IRA-410 e como eluente solução de Cloreto de Sódio 5,0% e Etanol PA, onde foi possível obter uma recu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With modern industry development, the use of artificial colors in different areas has increased, among them, the alimentary segment. With the continuous use of these dyes in the food industry, it was verified that depending on the class and concentration, there's a huge potential of these compounds cause various diseases, among them cancer. With this, it is possible to observe a growing development of technologies that aim at obtaining biological origin natural dyes production processes, that are considered healthier and less harmful to human health. In this context, the anthraquinones, stand out because they have compounds that can be used as a natural dye. There are many works in the literature highlighting several actions of these natural compounds, such as hepatoprotective, anticancer, antimicrobial, antifungal, antiviral, antidiabetic, antioxidant, among others activities. In this sense, given the great importance of natural dyes belonging to the quinones group, the present work aimed to develop methods for extracting and quantifying a natural dye belonging to the class of anthraquinones, and the results were satisfactory. It was possible to determine the purification and extraction process by adsorption chromatography using as adsorbent IRA-410 resin and as eluent 5.0% Sodium Chloride solution and Ethanol PA, where it was possible to obtain a recovery of 100% and a yield of 86% when the fixed bed tests were performed, obtaining a promising method for determining the con... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A indústria têxtil é uma atividade que se desenvolve no país e é geradora de efluentes líquidos coloridos, mesmo contendo pequenas quantidades de corantes. Os efluentes líquidos da indústria têxtil são tóxicos e podem ser de baixa degradabilidade. A qualidade dos efluentes no país ainda não é controlada por ensaios ecotoxicológicos, que são realizados para determinar o efeito deletério de agentes físicos ou químicos a diversos organismos. O trabalho proposto neste projeto visou a avaliação da toxicidade para organismos aquáticos e a aplicação do tratamento com irradiação e adsorção em zeólita. As amostras foram procedentes de duas diferentes indústrias do Estado de São Paulo que fabricam corantes e produtos têxteis. Na primeira etapa foi verificada a toxicidade do efluente, utilizando-se dois organismos-teste: Daphnia similis e bactérias luminescentes Vibrio fischeri, sendo que na etapa seguinte os efluentes sofreram tratamento por processo de oxidação avançada (irradiação com feixe de elétrons) e adsorção em zeólitas, sendo novamente submetidos aos ensaios de toxicidade. Foi avaliada também a eficácia quanto à descoloração destes efluentes por meio da espectrofotometria. Tanto para a irradiação como para a adsorção em zeólitas, importantes reduções na toxicidade aguda foram alcançadas. Os efluentes da indústria química tratados com radiação ionizante obtiveram redução da toxicidade superior a 60% com dose de radiação de 40kGy enquanto que para a zeólita Z1M6 obteve-se 85%; a zeólita ZC6 apresentou baixa eficiência na redução da toxicidade. Para os efluentes da indústria têxtil, dose de radiação de 0,5kGy foi suficiente na redução da toxicidade. Ótimos resultados foram obtidos quanto à descoloração por ambos os processos. / Textile industry is one raising commercial activity in Brazil. This activity has been generating important environmental interferences such as colour and bad biological effects into aquatic environment. Liquid textile effluents are toxic to lived organisms and may present low biological degradability. Although foreseen at federal regulation, the effluent quality is not controlled by toxicity assays in the country. These assays are carried out to determine the potential effects of chemical substances and effluents to cause negative effects to the exposed organisms. The present work aimed whole toxicity evaluation as well as the applicability of two different treatment techniques: ionizing radiation and zeolite adsorption. The efficacy of them were evaluated using ecotoxicity bases and real effluents. Two different industries from São Paulo State contributed to this project supplying their real effluents. The samples were collected at a Textile Industry and at a Chemical Industry (dying producer) and after the measurement of whole toxicity the samples were submitted to treatments. Toxicity assays were carried out for Daphnia similis and for Vibrio fischeri. Sample irradiations were performed at an Electron Beam Accelerator at CTR/IPEN. Zeolites treatment is an P&D activity from CQMA/IPEN which contributed to this Project. Zeolites were prepared from fly ash previously being used as an adsorber material. Both treatments (electron irradiation and zeolite adsorption) resulted on important toxicity and colour reduction. Concerning irradiation the efluents from chemical industry required higher radiation doses than that from textile activity. The radiation dose to be suggested is 40kGy (toxicity reduction > 60%) for the chemical effluents and 0.5kGy for the textile effluents (toxicity reduction > 90%). When zeolite adsorption was evaluated the Z1M6 resulted in 85% whole toxicity reduction and ZC6 resulted in very low efficiency for the effluents of chemical industry.

Orientador: André Sarto Polo. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós graduação em Ciência e Tecnologia - Química, 2011.

A indústria têxtil é uma atividade que se desenvolve no país e é geradora de efluentes líquidos coloridos, mesmo contendo pequenas quantidades de corantes. Os efluentes líquidos da indústria têxtil são tóxicos e podem ser de baixa degradabilidade. A qualidade dos efluentes no país ainda não é controlada por ensaios ecotoxicológicos, que são realizados para determinar o efeito deletério de agentes físicos ou químicos a diversos organismos. O trabalho proposto neste projeto visou a avaliação da toxicidade para organismos aquáticos e a aplicação do tratamento com irradiação e adsorção em zeólita. As amostras foram procedentes de duas diferentes indústrias do Estado de São Paulo que fabricam corantes e produtos têxteis. Na primeira etapa foi verificada a toxicidade do efluente, utilizando-se dois organismos-teste: Daphnia similis e bactérias luminescentes Vibrio fischeri, sendo que na etapa seguinte os efluentes sofreram tratamento por processo de oxidação avançada (irradiação com feixe de elétrons) e adsorção em zeólitas, sendo novamente submetidos aos ensaios de toxicidade. Foi avaliada também a eficácia quanto à descoloração destes efluentes por meio da espectrofotometria. Tanto para a irradiação como para a adsorção em zeólitas, importantes reduções na toxicidade aguda foram alcançadas. Os efluentes da indústria química tratados com radiação ionizante obtiveram redução da toxicidade superior a 60% com dose de radiação de 40kGy enquanto que para a zeólita Z1M6 obteve-se 85%; a zeólita ZC6 apresentou baixa eficiência na redução da toxicidade. Para os efluentes da indústria têxtil, dose de radiação de 0,5kGy foi suficiente na redução da toxicidade. Ótimos resultados foram obtidos quanto à descoloração por ambos os processos. / Textile industry is one raising commercial activity in Brazil. This activity has been generating important environmental interferences such as colour and bad biological effects into aquatic environment. Liquid textile effluents are toxic to lived organisms and may present low biological degradability. Although foreseen at federal regulation, the effluent quality is not controlled by toxicity assays in the country. These assays are carried out to determine the potential effects of chemical substances and effluents to cause negative effects to the exposed organisms. The present work aimed whole toxicity evaluation as well as the applicability of two different treatment techniques: ionizing radiation and zeolite adsorption. The efficacy of them were evaluated using ecotoxicity bases and real effluents. Two different industries from São Paulo State contributed to this project supplying their real effluents. The samples were collected at a Textile Industry and at a Chemical Industry (dying producer) and after the measurement of whole toxicity the samples were submitted to treatments. Toxicity assays were carried out for Daphnia similis and for Vibrio fischeri. Sample irradiations were performed at an Electron Beam Accelerator at CTR/IPEN. Zeolites treatment is an P&D activity from CQMA/IPEN which contributed to this Project. Zeolites were prepared from fly ash previously being used as an adsorber material. Both treatments (electron irradiation and zeolite adsorption) resulted on important toxicity and colour reduction. Concerning irradiation the efluents from chemical industry required higher radiation doses than that from textile activity. The radiation dose to be suggested is 40kGy (toxicity reduction > 60%) for the chemical effluents and 0.5kGy for the textile effluents (toxicity reduction > 90%). When zeolite adsorption was evaluated the Z1M6 resulted in 85% whole toxicity reduction and ZC6 resulted in very low efficiency for the effluents of chemical industry.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The interest and the consumption of natural dyes have been increasing over the last years. The urucum seeds have a dye located in their external layer called bixin. The spouted bed, since it is an inexpensive equipment and because of its simple operation, can be an excellent alternative for mechanical extraction of the bixin from the surface of the urucum seeds, on small and average country properties. However, despite having some interesting fluidodinamics characteristics for the related application, such as an intense movement of particles and an effective gas-solid contact, the spouted bed presents some restrictions that have limited its application. This work had as objective to study the effect of the variables: use of the draft, the load of the urucum seeds and the air velocity on the process of the mechanical extraction of the bixin in a spouted bed. The computational fluidodinamics technique (CFD) was used to describe numerically the behavior both of the urucum seeds and the air inside the spouted bed. By means of the results obtained it was possible to achieve the operational conditions that maximize the efficiency of removal and allow the attainment of a product with the appropriate quality. From the experimental planning, carried through in order to study the effect of the load of the seeds, the air flow and the presence of the draft in the mechanical extraction of the bixin from urucum seeds, it was possible to get to the conclusion that the presence of the "draft" was the variable that had the highest effect in all the studied answer variables (mass of extracted powder, productivity and bixin concentration). Since the presence of the draft showed to be the variable that governs the attrition kinetics, the effect of the distance from the draft base to the spouted bed base (ht) was studied, in view of the maximization of the dyeing production. The experimental results showed that the distance from the draft base to the spouted bed base (ht) that most favors the mechanical extraction of the bixin in spouted bed was the one of 4cm. The results of the simulation through CFD also helped in the understanding of the best performance for the configuration of the spouted bed using a draft, placed at ht = 4 cm. Through the simulations, it was also possible to get values of velocity for the condition of minimum spouting, close to the experimental values, with relative errors of about 4%. / O interesse e o consumo dos corantes naturais têm aumentado muito nos últimos anos. As sementes do urucum possuem um corante situado nas partes externas denominado bixina. O leito de jorro por se tratar de um equipamento barato e de operação simples, pode ser uma excelente alternativa para extração mecânica da bixina da superfície das sementes de urucum, em pequenas e médias propriedades rurais. Entretanto, apesar de apresentar algumas características fluidodinâmicas interessantes para a referida aplicação, tais como um intenso movimento das partículas e um efetivo contato gás-sólido, o leito de jorro apresenta algumas restrições, que tem limitado a sua utilização. Este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos das variáveis: uso do tubo draft, a carga de sementes e a velocidade do ar no processo na extração mecânica da bixina em leito de jorro. A técnica da fluidodinâmica computacional (CFD) foi utilizada para descrever numericamente a fluidodinâmica do escoamento das sementes de urucum e do ar no leito de jorro. Por meio dos resultados obtidos foi possível obter as condições operacionais que maximizam a eficiência de remoção e permitem a obtenção de um produto com a qualidade adequada. A partir do planejamento experimental realizado para estudar o efeito da carga de sementes, da vazão do ar e da presença do draft na extração mecânica da bixina, foi possível concluir que a presença do draft foi a variável que teve o maior efeito em todas as respostas estudadas (massa de pó extraído, produtividade e concentração de bixina). Uma vez que a presença do tubo interno mostrou ser a variável que governa a cinética de atrição, foi estudado o efeito da distância do tubo à base do leito (ht), tendo em vista a maximização da produção do corante. Os resultados experimentais mostraram que a distância do draft à base (ht) que mais favorece a extração mecânica da bixina em leito de jorro é de 4cm. Os resultados da simulação por CFD ajudaram na compreensão do melhor desempenho para a configuração do leito de jorro com tubo draft e ht = 4 cm. Com as simulações também foi possível obter valores de velocidade para a condição de jorro mínimo próximo dos valores experimentais, com erros relativos na ordem de 4%. / Mestre em Engenharia Química

Os corantes são utilizados pelo homem há mais de 20 mil anos, com emprego nas indústrias têxteis, farmacêuticas, alimentícias, cosméticas, fotográficas, entre outras. Contudo, apesar de sua importância, os corantes podem ser tóxicos, mutagênicos e resistentes a muitos processos de degradação utilizados em estações de tratamento de águas residuais. Dentro deste contexto, o objetivo desta pesquisa foi avaliar os efeitos ecotoxicológicos dos corantes têxteis Disperse Red 60 (DR 60), Disperse Red 73 (DR 73) e Disperse Red 78 (DR 78) por meio de testes de toxicidade em três organismos de diferentes níveis tróficos: a bactéria Vibrio fischeri, o microcrustáceo Daphnia similis e o peixe Danio rerio (zebrafish), além da mutagenicidade na bactéria Salmonella typhimurium. Nossos resultados mostraram que os corantes DR 73 e DR 78 induzem toxicidade aguda em Vibrio fischeri e Daphnia similis, reduzindo a luminescência da bactéria e causando imobilidade no microcrustáceo, ao passo que o corante Disperse Red 60 não altera esses endpoints. No entanto, todos os corantes causam efeitos tóxicos em embriões e larvas de Danio rerio. O corante DR 60 ocasionou edemas oculares, alteração no comportamento e indução de efeitos pró-oxidantes em zebrafish. O corante DR 73 reduziu a inflação da bexiga natatória, induziu edemas do pericárdio, promoveu escoliose e alteração no saco vitelínico. Além disso, os corantes DR 73 e DR 78 alteraram o comportamento e balanço energético, induziram efeitos pró-oxidantes e neurotoxicidade. Quanto à mutagenicidade, o corante DR 73 induziu deslocamento do quadro de leitura e substituição de pares de base, enquanto o corante DR 78 causou apenas deslocamento do quadro de leitura e o corante DR 60 não induziu mutagenicidade. Em conclusão, os corantes Disperse Red 73 e Disperse Red 78 foram os mais tóxicos para os organismos avaliados, uma vez que alteraram maior número de endpoints, assim como causaram efeitos em menores concentrações, a partir de 1 ?g/L. Este estudo também demonstra a importância do uso de organismos testes de diferentes níveis tróficos, bem como a necessidade de uma maior atenção quanto ao registro e liberação para uso de corantes, visando prevenir danos ao ambiente e à saúde humana / Dyes have been used for more than twenty thousand years in the textile, pharmaceutical, food, cosmetic, and photographic industry, among others. Despite their importance in these applications, dyes can be toxic, mutagenic and resistant to many degradation processes used in wastewater treatment plants. In this context, the aim of this research was to evaluate the ecotoxicological effects of the Disperse Red 60 (DR 60), Disperse Red 73 (DR 73) and Disperse Red 78 (DR 78) textile dyes by means of toxicity tests on three organisms of different trophic levels: the bacterium Vibrio fischeri, the microcrustacean Daphnia similis and the fish Danio rerio (zebrafish). In addition, the mutagenicity of these dyes to the bacterium Salmonella typhimurium was evaluated. Our results demonstrate that the dyes DR 73 and DR 78 induce acute toxicity to V. fischeri (luminescence reduction) and D. similis (immobility), whereas the DR 60 did not alter these endpoints at the concentrations tested. However, all dyes caused toxic effects on embryos and larvae of D. rerio. DR 60 caused ocular edema, altered behavior and induced pro-oxidant effects in zebrafish. DR 73 reduced swim bladder inflation, induced pericardial edema, promoted scoliosis and changes in yolk sacs. In addition, DR 73 and DR 78 altered the zebrafish juvenile behavior and energy balance, and induced pro-oxidant effects and neurotoxicity. As for the mutagenicity test, DR 73 induced frameshift and base pair substitution, whereas DR 78 caused only frameshift and DR 60 did not induce any mutagenic effects. In conclusion, DR 73 and DR 78 were the most toxic for the organisms tested since they altered a greater number of endpoints and caused toxic effects at lower concentrations, i.e. from 1 ?g/L onwards. These results indicate the importance of using a battery of test organisms from different trophic levels when evaluating the environmental risks of dyes, as well as the need for greater attention regarding the Registration and authorization of the use of dyes in order to prevent unacceptable risks to the environment and human health.

A terapia fotodinâmica (PDT) consiste em introduzir no organismo um composto fotoativo (fotossensibilizador) e irradiar o local a ser tratado com a luz visível. Este procedimento permite obter a(s) forma(s) ativa(s) do composto que tem a capacidade de matar células neoplásicas, bem como fungos e bactérias. Algumas desvantagens dos fotossensibilizadores atualmente aplicados na clínica estimulam a busca de novos compostos mais adequados. Os corantes ciânicos com dois cromóforos (BCD) possuem características espectrais promissoras para aplicação em PDT. Isso estimulou a realização deste trabalho que teve como finalidade estudar as características espectrais, energéticas e de fotodecomposição dos BCD: (i) em diferentes solventes (escolhidos pela constante dielétrica $\\xi$ e capacidade de formar ligação hidrogênio), (ii) na interação com micelas, e (iii) na interação com DNA. Foram estudados $4$ isômeros de corantes ciânicos com dois cromóforos (BCD) com estrutras iguais. Estes isômeros diferem pela estrutura da parte central da molécula. Foram utilizados métodos espectroscópicos estáticos e com resolução temporal tais como absorção ótica, flash-fotólise, fluorescência, anisotropia, dicroísmo circular e calorimetria fotoacústica. Os resultados experimentais foram analisados em comparação com resultados obtidos do cálculo computacional em que foi feita a otimização geométrica das moléculas, análise de orbitais eletrônicos, dos níveis de energia e das probabilidades de transição entre estes. A partir destes dados foram construídos os espectros de absorção S-S dos corantes. Os cálculos confirmaram que a probabilidade de transição entre os níveis de energia dos BCD depende do ângulo entre os cromóforos que é determinado pela estrutura da parte central da molécula. Para um ângulo de $180^{0}$ somente uma banda de absorção está presente no espectro e para o de $90^{0}$ aparecem duas bandas de intensidades iguais. Foi mostrado que no intervalo de temperaturas $<100^{0}$ as conformações dos cromóforos de BCD no estado fundamental são trans-trans, exceto para o BCD com ângulo de $120^{0}$ entre os cromóforos em que no intervalo $0^{0}$ a $100^{0}$ ocorre a mistura das conformações trans-trans e cis-trans. Os resultados experimentais mostraram que em solventes orgânicos os BCD não formam agregados. Como suas características espectroscópicas não seguem a equação de Lippert concluímos que sua solvatação está determinada tanto pelo mecanismo não específico como específico devido as ligações hidrogênio. Os tempos de vida ($\\tau_{S1},\\tau{}_{T1}$) e rendimentos quânticos ($\\phi_{S1},\\phi{}_{T1}$) dos estados excitados singleto e tripleto dos BCD diminuíram com o aumento da constante dielétrica $\\xi$ do solvente. Entretanto o aumento da viscosidade do solvente aumentou estes parâmetros. A presença de água nos solventes orgânicos promove a formação dos agregados de BCD. Os valores de $\\tau_{S1},\\tau\\,{}_{T1}$ e $\\phi_{S1},\\phi\\,{}_{T1}$ diminuíram, provavelmente, devido a dois efeitos: diminuição da microviscosidade ao redor da molécula de BCD e agregação do BCD estimulada pela presença da água. A interação dos BCD com micelas depende da carga dos tensoativos. Para uma carga negativa houve a presença de $3$ espécies do corante dependendo da concentração das micelas: os monômeros livres, os monômeros ligados à micela e os agregados ligados a micela. O tensoativo zwiteriônico gerou duas espécies: os monômeros livres e os monômeros ligados à micela. As constantes de ligação dos BCD com micelas de LPC são da ordem $10^{7}M^{-1}$. Não houve interação com os tensoativos positivos. A interação com DNA estimula a agregação de BCD. Na presença de DNA em solução existem três espécies de BCD: os monômeros livres e ligados com DNA e os agregados de BCD na superfície do DNA. O conteúdo relativo dessas espécies depende da razão {[}BCD]/{[}DNA]. As constantes de ligação dos monômeros de todos BCD com DNA foram da ordem de E7M^{-1}$. Os valores de tau_{S1},\\tau{}_{T1}$ e $\\phi_{S1},\\phi{}_{T1}$ aumentaram com a ligação dos BCD ao DNA, o que significa que a contribuição dos processos não radiativos diminuiu em comparação a água e aos solventes orgânicos. Os BCD sofrem fotodecomposição e esta depende da presença de oxigênio. Na fotodecomposição do BCD ocorre destruição do sistema de conjugação-pi num dos cromóforos pela ligação do oxigênio singlete, formado devido a transferência de energia do estado tripleto do próprio BCD para oxigênio molecular. Os resultados obtidos (alta afinidade com sistemas biológicos e modelos, altos rendimentos quânticos do estado tripleto na interação com estes sistemas, formação de oxigênio singleto) mostram que os BCD apresentam características vantajosas para suas aplicações como fotossensibilizadores em PDT, motivo pelo qual o estudo da sua fototoxicidade e testes in vivo deve prosseguir. / Photodynamic therapy (PDT) consists in the administration of photoactive compounds (photosensitizers) in an organism with subsequent application of visible light to the area to be treated. This procedure leads to the activation of the compound which kills neoplasic cells, as well as fungus and bacteria. The photosensitizers used nowadays show some disadvantages, thus motivating the search for more effective compounds. Bichromophoric cyanine dyes (BCD) exhibit good spectral characteristics to be used in PDT, encouraging the development of this study. This work aimed at studying spectral, energetic and photodecomposition characteristics of BCD: (i) in different solvents (choosen accordingly to their dieletric constant $\\xi$ and the capacity to form hydrogen bonds), (ii) at their interaction with micelles and (iii) at their interactions with DNA. Four BCD isomers with equal chromophores and different structure of the central part of the molecule were studied. Static and time resolved spectroscopic methods such as optical absorption, fluorescence, anisotropy, circular dicroism and photoacustic calorimetry were used. Experimental results were compared with computational ones, based on geometry optimization and analysis of electronic orbital densities, energy levels and transition probabilities. This data allowed to create the BCD singlet absorption spectrum. The computer modelling confirmed that the transition probabilities depended on the angle between chromophores determined by the central structure. The $180^{0}$ BCD showed a single absorption band, while the $90^{0}$ BCD showed two bands of equal intensities. It was demonstrated that at $<100^{0}C$ BCD chromophores are present in the trans-trans form, except for the BCD with $120^{0}$ where the mixture of trans-trans and cis-trans forms was present in the $0^{0}-100^{0}C$ temperature interval. Experimental results have shown that BCD did not form aggregates in organic solvents. The BCD spectral characteristics did not followed the Lippert equation, which means that both non-specific and specific mechanisms, such as the hydrogen bond formation determined the BCD solvatation The life times ($\\tau_{S1},\\tau\\,{}_{T1}$) and quantum yields ($\\phi_{S1},\\phi\\,{}_{T1}$) of singlet and triplet excited states decreased with increase of the solvent dielectric constant $\\xi$. Though, the solvent viscosity increment caused the increase of these parameters. The addition of water to organic solvents led to BCD aggregation. The $\\tau_{S1},\\tau\\,{}_{T1}$ and $\\phi_{S1},\\phi\\,{}_{T1}$ values decreased, probably due to two effects: the decrease of microviscosity around the molecules and aggregation of BCD due to interaction with water. The interaction of BCD with micelles depended on the micelle electric charge. In the presence of negatively charged ones three species were produced in the solution: BCD free monomers, BCD aggregates bound to micelles and BCD monomers bound to micelles. Zwiterionic micelles produced two species: BCD free monomers and monomers bound to micelles. The binding constants with zwiterionic LPC micelles were $\\sim10^{6}M^{-1}$. Positively charged micelles did not interact with BCD. Interaction with DNA stimulated the BCD aggregation. Three species were produced in the solution: BCD free monomers and monomers bound to DNA and BCD aggregates bound to DNA. The relative content of these species depended on the {[}BCD]/{[}DNA] ratio. The BCD monomer to DNA binding constants were $\\sim10^{7}M^{-1}$. The $\\tau_{S1},\\tau{}_{T1}$ and $\\phi_{S1},\\phi{}_{T1}$ values increased with BCD binding to DNA, indicating that non radioactive processes decreased in comparison with pure water and homogeneous organic solvents. The BCD photodecomposition depended on the oxygen presence. This fotodecomposition occured when singlet oxygen (generated due to the energy transfer from the BCD molecule in its triplet state to molecular oxygen) interacted with one of the BCD chromophores destroying its $\\pi$-conjugation system. The obtained results (high affinity to biological and model systems, high triplet state quantum yields at interaction with these systems, singlet oxygen formation) showed that BCD possess promising characteristics for application as photosensitizers in PDT, encouraging future studies on their phototoxicity and \\textit{in vivo} tests.

O contestável uso de corantes sintéticos pelas indústrias, aliado ao aumento na exigência dos consumidores modernos quanto à ingestão de alimentos coloridos artificialmente, tem despertado a atenção de pesquisadores pela busca de corantes de fontes naturais alternativas. Neste sentido, os micro-organismos se apresentam como uma valiosa fonte de corantes naturais, permitindo sua fácil obtenção alcançando altos rendimentos em processos fermentativos. O principal objetivo deste trabalho foi o estudo da potencialidade de aplicação de micro-organismos como produtores de corantes naturais. Inicialmente, foi realizado o screening visual com mais de 1.000 micro-organismos, resultando na seleção de dois micro-organismos do gênero Streptomyces. Um produtor de coloração roxa e outro produtor de coloração vermelha. Foram avaliados os efeitos do meio de cultura (fonte de carbono e nitrogênio, adição de aminoácido e ferro) e condições de cultivo (agitação, luminosidade) na produção dos corantes. Para os dois micro-organismos os extratos brutos foram submetidos a análises espectrofotométricas e espectrométricas. Para Streptomyces violaceolatus, o qual produz coloração roxa em meio de cultura Amido-Caseína, os resultados mostraram que as fontes de carbono e nitrogênio mais promissoras foram glicerol e extrato de levedura, respectivamente. Para o corante obtido, foram realizadas análises toxicológicas e mutagênica. Os resultados sugerem que o corante roxo apresenta um grande potencial de aplicação em alimentos ou cosméticos, pois nenhuma atividade tóxica ou mutagênica foi observada. Com relação ao Streptomyces sp., o qual produz coloração vermelha em meio de cultura Batata-Dextrose, os resultados mostraram que em meio de cultura sódio-caseinato também houve a produção desta coloração. O extrato bruto foi submetido a sucessivos processos cromatográficos, no qual foi possível o isolamento do composto Balmoralmicina, responsável pela coloração vermelha do meio de cultivo. Com base nos resultados obtidos neste trabalho, podemos concluir que os micro-organismos são promissores produtores de corantes naturais com potencial aplicação industrial podendo ser produzidos em larga escala. / The questionable use of synthetic colorants by food industry followed by an increasing consumer exigency concerning the ingestion of such artificial colorants, has attracted great attention of researches that are looking for healthier alternatives, for instance, the natural colorants. In this sense, the microorganisms present a powerful source of natural colorants, which are easily obtained in high yields by fermentative process. The main goal of this work is to study the potentiality of applying microorganisms as successful natural colorants producers. Initially, a visual screening was conducted using more than 1,000 microorganisms. As a result, two microorganisms of Streptomyces genus were selected, which were produced purple and red colored. Firstly, medium composition like nitrogen and carbon sources, as well as amino acid and iron additions were assayed. Secondly, agitation and luminosity where also evaluated. The crude extract obtained from the two selected microorganisms were then analyzed by employing spectrophotometric and spectrometric techniques. Results for Streptomyces violaceolatus, which produces a purple coloration in Starch-Casein medium, indicated that glycerol and yeast extract are the most promising carbon and nitrogen sources for colorant production. Additionally, this extract shows a great potential for further application in foods and cosmetics, once neither toxicological nor mutagenical activity were observed. In relation to Streptomyces sp., the red coloration observed in Potato-Dextrose medium, were also observed in sodium-caseinate culture medium .The crude extract was submitted to successive chromatographic processes, which allowed the isolation of Balmoralmicin, the compound that was responsible for the red coloration of the culture media. Based on these results, we can conclude that microorganisms are promising natural colorant producers, and for these reasons are likely to be applied in industry and to be produced in higher amounts.

Atualmente necessitam-se de processos de tratamento de efluentes que sejam mais sustentáveis em longo prazo, e com isso estão sendo desenvolvidos os processos oxidativos avançados (POAs). Estes processos apresentam a capacidade de mineralizar os poluentes, sem apenas transferi-los de fase, como ocorre com muitos métodos de tratamentos convencionais. A mineralização de poluentes, ou seja, a transformação de contaminantes orgânicos em dióxido de carbono, água e ânions inorgânicos, se baseia em reações de degradação que envolvem a geração de espécies altamente oxidantes, tais como o radical hidroxila (&bull;OH). Durante o processo de fabricação, uma determinada quantidade de corante sempre é perdida e com frequência causa problemas ambientais. Os corantes afetam a natureza da água e inibem a penetração da luz solar nos rios reduzindo as suas atividades fotossintéticas. Devido a isso, os efluentes de indústrias que utilizam corantes em seus processos de produção necessitam de tratamentos adequados para a remoção desses contaminantes. Estudou-se então a aplicação da fotocatálise heterogênea (utilizando-se o TiO2 como fotocatalisador) com o objetivo de remover a cor de um efluente sintético contendo corantes de uma indústria de cosméticos (D&C Vermelho 6, Carmim e D&C Laranja 5). Para tal, realizou-se um planejamento experimental 23 em que se encontrou como ponto ótimo de tratamento os valores de 7,0, 0,5 g L-1 e 25&deg;C para pH, concentração de TiO2 e temperatura, respectivamente, obtendo-se uma remoção de cor de 80% com 15 minutos de irradiação. Os experimentos cinéticos mostraram que a fotocatálise heterogênea segue um modelo de ordem 0,5 com constante de velocidade k = (7,2 &plusmn; 1,2) &times; 10-2 min-1 e R2 = 0,997. A fotólise segue um modelo de ordem 1, com constante de velocidade k = (8,9 &plusmn; 2,5) &times; 10-3 min-1 e R2 = 0,977. A diminuição dos valores de DQO, em aproximadamente 80%, demonstra que o efluente foi efetivamente oxidado. O valor encontrado na relação DQO/DBO5,20 para o efluente inicial demonstra que este não é biodegradável, porém após o tratamento, esta relação mostra que o efluente se tornou biodegradável. A remoção de COD, ou seja, a mineralização do efluente foi de aproximadamente 70% com 30 minutos de tratamento. Os valores encontrados de MOC confirmam o já descrito pela DQO, que o efluente foi realmente oxidado pelo tratamento. O efluente bruto apresentou uma leve ecotoxicidade enquanto que após o tratamento não houve ecotoxicidade alguma. Conclui-se com esse estudo que o método da fotocatálise heterogênea removeu a cor do efluente, tornou-o mais biodegradável, removeu sua ecototoxicidade e o mineralizou. / Currently, wastewater treatment processes that are more sustainable in the long term are needed, thus leading to the development of the advanced oxidation processes (AOPs). Those processes have the ability to mineralize pollutants, instead of just transferring them from one phase to another, as it is the case with many conventional treatment methods. The mineralization of pollutants, i.e. the transformation of organic contaminants into carbon dioxide, water and inorganic anions, is based on degradation reactions involving the generation of highly oxidizing species such as hydroxyl radical (&bull;OH). During the manufacturing process, a certain amount of dye is always lost and often causes environmental problems. The dyes affect the nature of water and inhibit the penetration of sunlight into rivers, thus reducing their photosynthetic activity. Because of this, the wastewaters from industries that use dyes in their production processes require appropriate treatment for the removal of these contaminants. Therefore, it was studied the application of heterogeneous photocatalysis (using TiO2 as the photocatalyst) in order to remove the color of a synthetic wastewater containing dyes of the cosmetics industry (D&C Red 6, Carmin, and D&C Orange 5). For that purpose, an experimental design 23 was used and an optimal treatment condition was found: 7.0, 0.5 g L-1 and 25&deg;C for pH, concentration of TiO2 and temperature, respectively, resulting in a color removal of 80% with 15 minutes of irradiation. Kinetic experiments showed that the heterogeneous photocatalysis follows a 0.5 order model, with a constant k of (7.2 &plusmn; 1.2) &times; 10-2 min-1 and R2 of 0.997. Photolysis followed a first order model, with a constant k of (8.9 &plusmn; 2.5) &times; 10-3 min-1 and R2 of 0.977. The COD decrease of approximately 80% shows that the effluent was effectively oxidized. The initial COD/BOD5, 20 ratio demonstrates that the effluent is not biodegradable, but after treatment, that ratio indicated that the effluent became biodegradable. The DOC removal, i.e. the mineralization of the effluent was approximately 70% with 30 minutes of treatment. The MOC confirmed that the effluent was actually oxidized by the treatment. The raw effluent had a slight ecotoxicity while after treatment it became non-toxic. It could be concluded that heterogeneous photocatalysis was able to remove the color of the effluent, to increase its biodegradability, to remove its ecotoxicity and to mineralize it.

Este projeto verificou a influência dos produtos químicos utilizados no processo de preparação de tecidos planos de algodão, para posterior estampa por processo digital com corantes reativos. No processo de preparação verificou-se a influência dos fatores quantidade de espessante, anti-migrante, álcali, agente higroscópico e cloreto de sódio (NaCl), utilizou-se um planejamento fatorial 25, cinco pontos centrais, para estudo dos ensaios, tendo como resposta a intensidade colorística (K S-1) das cores amarelo, vermelho, azul e preto, avaliando os índices de solidezes à água e à fricção. Baseando-se no modelo matemático obtido, aplicou-se receita otimizada com economia de 35 g L-1 e 45 g L-1 de espessante e NaCl, respectivamente. A aplicação gerou maiores valores de K S-1 em três das quatro cores estudadas. Somente a cor azul apresentou menor valor, porém com uma diferença de apenas 0,06 unidades, considerada não significativa. Nas solidezes testadas, a nota mínima obtida foi de 4/5, considerada como satisfatória em uma escala de 1 a 5, onde 1 é o pior resultado e 5 o melhor, ou seja, não houve detrimento nos índices de solidezes testados na receita otimizada em relação à receita de maior K S-1 do planejamento / This project verified the influence of the chemicals used in the process of preparation of cotton fabrics, for subsequent digital printing with reactive dyestuff. In the preparation process, the influence of the factors \'amount of thickener\', \'anti-migrant\', \'alkali\', \'hygroscopic agent\' and \'sodium chloride (NaCl)\' were used, being the answer coloristic intensity (K S-1) of the yellow, red, blue and black colors, evaluating the color fastness to water and friction. Based on the obtained mathematical model, an optimized recipe with savings of 35 g L-1 and 45 g L-1 of thickener and NaCl, respectively, was applied. The application generated higher values of K S-1 in three of the four colors studied. Only the blue color had lower value, but with a difference of only 0.06 units, considered not significant. In the solids tested, the minimum score obtained was 4/5, considered as satisfactory on a scale of 1 to 5, where 1 is the worst result and 5 the best, that is, there was no detriment in the color fastnesstested in the optimized recipe in relation to the recipe of greater K S-1 of the planning