Orientadora: Maria del Pilar Taboada Sotomayor / Banca: Mirian Cristina dos Santos / Banca: Bruno Campos Janegitz / Resumo: A tartrazina é um corante amplamente usado na indústria alimentícia que pode ocasionar doenças na pele e doenças neurológicas. O presente trabalho explora diferentes sínteses de polímeros impressos para o corante alimentício Tartrazina, incluídos o método convencional por precipitação e no formato core@shell. Para isso, foram avaliadas sínteses com o monômero funcional, acrilamida, e monômero estrutural, N-N' metileno-bis-acrilamida, e os núcleos (core) de sílica (SiO2) e sílica funcionalizada com agente vinil-silanizante (SiO2-C=C), os quais foram empregados em diferentes proporções molares para a polimerização. Obtendo-se três materiais, MIP convencional por precipitação, SiO2-C=C@MIP e SiO2@MIP estes últimos foram obtidos pelo método core@shell usando diferentes suportes. Se avaliaram as propriedades de adsorção dos materiais. O primeiro material não foi eficiente, nem seletivo. O material híbrido SiO2-C=C@MIP apresentou uma boa porcentagem de adsorção, 91,5% e manifestou interferência do corante Amarelo Direto 50. Porém, manteve a cor amarela de fundo intensa, devido à alta adsorção do corante pela sílica funcionalizada. O seguinte material híbrido sintetizado foi o SiO2@MIP, o qual apresentou os melhores resultados e usando a refletância total atenuada diretamente nos sólidos adsorvidos. Para a síntese usou-se a proporção molar 1:2:100 (analito: monômero funcional: monômero estrutural) usando 300 mg de SiO2. Este material mostrou uma porcentagem de adsorção próxima a 93%... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Tartrazina is a dye widely used in food industry, which can cause skin neurological diseases. The present work explores different syntheses of imprinted polymers for food dye Tartrazine, including the conventional method by precipitation and the core@shell format. For this, diverse syntheses with functional monomer, acrylamide, and structural monomer, N-N'-methylenebisacrylamide, and cores of silica (SiO2) and vinyl-functionalized silica (SiO2-C=C), which were employed in different molar ratios for polymerization. Obtaining three materials, conventional MIP by precipitation, SiO2-C=C@MIP and SiO2@MIP by core@shell method using different cores. Evaluating adsorption properties of the materials, the first material was not efficient, nor selective. The hybrid material SiO2-C=C@MIP showed a good adsorption percentage, 91.5% and an interfering dye, Direct Yellow 50. However, the material presented an intense yellow coloration given by the high adsorption of dye on the used core. Synthesized SiO2@MIP hybrid material showed better results and attenuated total reflection was directly used on adsorbed solids. For the syntheses was used 1:2:100 molar proportion (analyte: functional monomer: structural monomer) using 300 mg of SiO2. This material showed an adsorption percentage near to 93%. In the adsorption studies of the analyte, the adsorption isotherms were plotted in the concentration range of 0.1 to 100 μmol L-1, adjusting to a Langmuir-Freundlich profile. In the study of selectiv... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

VASCONCELOS, Fábio Roger. Bactérias com Potencial Biotecnológico na Descoloração de Corantes Têxteis. 2010. 64 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia de Pesca, Fortaleza-CE, 2010 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-07-14T12:39:39Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_frvasconcelos.pdf: 490074 bytes, checksum: c033f812460c47d5fd980f329dc81fa3 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-07-14T12:40:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_frvasconcelos.pdf: 490074 bytes, checksum: c033f812460c47d5fd980f329dc81fa3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-14T12:40:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_frvasconcelos.pdf: 490074 bytes, checksum: c033f812460c47d5fd980f329dc81fa3 (MD5) Previous issue date: 2010 / The discharge of effluents from textile industries for water bodies is currently a major concern for environmentalists as a function of synthetic dyes used to color fabrics thus polluting the environment. Biological treatments, especially with the use of bacteria, present themselves as the most economically viable and widely used to decolorize colored effluents. Thus, studies were conducted to test the color removal of dyes Remazol Brilliant Blue R, Orange G and Orange II using isolated and in mixed culture strains of Escherichia coli and Aeromonas hydrophila. Firstly, the isolation of bacterial strains from three different environments was made. Then, tests were performed to verify that the dye concentration would limit the growth of each microorganism. In addition to tests of decolorization, other parameters such as pH, biomass, COD removal, total protein and toxicity of metabolites were also monitored. The Escherichia coli strain isolated from the marine environment was able to decolorize concentrations of 2, 5 and 2 mg L-1, respectively, for the RBBR dye, Orange G and Orange II dyes, while the strain E. coli isolated from textile effluent, decolorized in concentrations of 5, 0.5 and 5 mg L-1, respectively. The bacteria Aeromonas hydrophila decolorized, respectively, at 10, 5 and 5 mg L-1, while the consortium of three bacteria decolorized at concentration of 5 mg L-1 for the three dyes tested individually. In these culture conditions the decrease in the rate of COD ranged from 45% to 69% with the lowest rate observed in the assay containing A. hydrophila and dye Orange II (45%) and the highest removal rate in the test containing the dye RBBR and the consortium (69%). Bioassays using Artemia salina showed that during the process of decolorization metabolites were produced with recalcitrant characteristics. The results show that the bacteria Escherichia coli and Aeromonas hydrophila have biotechnological potential in textile dyes, provided that they use low dye concentrations decolorizing / A descarga de efluentes das indústrias têxteis para corpos aquosos é, correntemente, uma das maiores preocupações dos ambientalistas em função dos corantes sintéticos usados para colorir os tecidos poluindo assim o ambiente. A aplicação de tratamentos biológicos, sobretudo com a utilização de bactérias, apresenta-se como um dos mais viáveis economicamente, sendo um dos sistemas mais utilizados para descolorir efluentes coloridos. Neste sentido, estudos foram realizados testes para a remoção de cor dos corantes Remazol Brilliant Blue R, Orange G e Orange II utilizando cepas de Escherichia coli e de Aeromonas hydrophila, isoladas e em cultura mista. Primeiramente foi feito o isolamento das cepas bacterianas de três ambientes diferentes. Em seguida, foram feitos testes para verificar qual concentração do corante seria limite para o crescimento de cada microrganismo. Além dos testes de descoloração também foram monitorados outros parâmetros como o pH, biomassa, remoção de DQO, proteínas totais e toxicidade dos metabólitos formados. A cepa Escherichia coli, isolada do ambiente marinho, foi capaz de descolorir concentrações de 2, 5 e 2 mg L-1, respectivamente, para os corante RBBR, Orange G e Orange II, enquanto que a cepa E. coli, isolada do efluente têxtil, descoloriu nas concentrações de 5, 0,5 e 5 mg L-1, respectivamente. A bactéria Aeromonas hydrophila descoloriu respectivamente nas concentrações de 10, 5 e 5 mg L-1, enquanto que o consórcio das três bactérias descoloriu na concentração de 5 mg L-1 para os três corantes testados individualmente. Nessas condições de cultivo a diminuição na taxa de DQO variou entre 45 e 69%, com a menor taxa observada no ensaio contendo A. hydrophila e o corante Orange II (45%) e a maior taxa de remoção no ensaio contendo o consórcio e o corante RBBR (69%). Bioensaios utilizando o microcrustáceo Artemia salina mostraram que durante o processo de descoloração foram produzidos metabólitos com características recalcitrantes. Os resultados demonstram que as bactérias Escherichia coli e Aeromonas hydrophila apresentam potencial biotecnológico na descoloração de corantes têxteis, desde que sejam utilizadas baixas concentrações dos corantes

Features such as color, brightness, fluorescence and stability are extremely important in applications of pigments. Anthocyanins, the natural pigment responsible for most of the purple, blue and red colors of flowers and fruits, have great potential for practical applications as dyes or antioxidants. However, these applications are limited by their chemical reactivity, which is affected by several factors, including pH, temperature, light, and oxygen, among others. Hybrid materials inspired by the ancient Maya Blue pigment are a promising alternative to improve the properties and applicability of natural and synthetic dyes. Flavylium cations serve as models for the chemical and photochemical reactivity of anthocyanins. Likewise, pyranoflavylium cations serve as models of the fundamental chromophoric moiety of pyranoanthocyanins, molecules that can form from reactions of the grape anthocyanins in red wines during their maturation. Fibrous clays, constituents responsible by the excellent stability of Maya blue pigment, have channels that can potentially allow partial or full insertion of these dyes molecules. Therefore, in the present thesis, hybrid pigments were prepared by the adsorption of a series of synthetic flavylium cations and synthetic pyranoflavylium cations on the fibrous clays palygorskite and sepiolite and their photophysical properties and stability were evaluated. The observation of biexponential fluorescence decays is consistent with emission from dye molecules adsorbed at two distinct sites on the fibrous clays. The fluorescence properties of dye molecules can be improved, depending on the amount of dyes adsorbed on the clay, by the formation of dye/clay hybrids. The color of the adsorbed dye molecules wassomewhat more resistant to changes in external pH, photochemical stability was maintained and the thermal lability was markedly improved. Besides the development of novel hybrid flavylium cation/fibrous clay, we have achieved advances in the stabilization of these dye molecules, with regard mainly to the pH-dependent equilibrium and thermal treatment. In addition, the present work represents the first systematic study of hybrid materials prepared from pyranoflavylium cations. Therefore, the results obtained here definitively point to flavylium cations and pyranoflavylium cations as promising chromophores and fibrous clays as promising substrates for the development of novel, highly fluorescent hybrid pigments with attractive colors and marked chemical and thermal stability. / Características como cor, brilho, fluorescência e estabilidade são extremamente importantes em aplicações de pigmentos. As antocianinas, os pigmentos naturais responsáveis pela maioria das cores púrpura, azul e vermelha das flores e frutas, têm grande potencial para aplicações práticas como corantes ou antioxidantes. No entanto, estas aplicações são limitadas pela sua reatividade química, que é afetada por diversos fatores, incluindo o pH, temperatura, luz e oxigênio, entre outros. Os materiais híbridos inspirados no antigo pigmento Maya Blue são uma alternativa promissora para melhorar as propriedades e a aplicabilidade dos corantes naturais e sintéticos. Os cátions flavílios servem como modelos para a reatividade química e fotoquímica das antocianinas. Da mesma forma, os cátions piranoflavílios servem como modelos do cromóforo fundamental das piranoantocianinas, moléculas que podem se formar a partir de reações das antocianinas das uvas em vinhos tintos durante sua maturação. Argilas fibrosas, constituintes responsáveis pela excelente estabilidade do pigmento Azul Maia, possuem canais que podem potencialmente permitir a inserção parcial ou total dessas moléculas corantes. Portanto, na presente tese, pigmentos híbridos foram preparados pela adsorção de uma série de cátions flavílio e piranoflavílio sintéticos nas argilas fibrosas paligorsquita e sepiolita e suas propriedades fotofísicas e estabilidade foram avaliadas. A observação de decaimentos biexponenciais de fluorescência é condizente com a emissãode moléculas do corante adsorvidas em dois sítios distintos nas argilas fibrosas. As propriedades de fluorescência das moléculas de corante podem ser melhoradas, dependendo da quantidade de corante adsorvida na argila, aos híbridos do tipo corante/argila. A cor das moléculas de corante adsorvidas foi um pouco mais resistente a alterações no pH externo, a estabilidade fotoquímica foi mantida e a labilidade térmica foi marcadamente melhorada. Além do desenvolvimento de novos híbridos de cátions flavílios/argilas fibrosas, obtivemos avanços na estabilização dessas moléculas corantes, principalmente no que diz respeito aos equilíbrios dependentes do pH e ao tratamento térmico. Ao mesmo tempo, o presente trabalho representa o primeiro estudo sistemático de materiais híbridos preparados a partir de cátions piranoflavílios. Portanto, os resultados aqui obtidos apontam definitivamente para cátions flavílios e cátions piranoflavílios como cromóforos promissores e argilas fibrosas como substratos promissores para o desenvolvimento de novos pigmentos híbridos altamente fluorescentes com cores atrativas e estabilidade química e térmica marcante.

O complexo conhecido trans-[Ru(NO)(NH3)4(py)](BF4)3 foi sintetizado e caracterizado por cromatografia líquida de alta eficiência e espectroscopias de RMN de 1H, de absorção eletrônica e de infravermelho e RPE. O espectro de absorção de infravermelho do complexo apresenta o pico de estiramento de NO em 1931 cm-1 e o seu espectro de absorção eletrônica apresenta bandas em 237 nm (e = 5200 mol-1 L cm-1), 267 (e = 2300 mol-1 L cm-1), e 324 nm (e = 160 mol-1 L cm-1), concordantes com a literatura.O corante azul do Nilo (máx = 635 nm) sofre fotoquímica quando irradiado com luz de 577 nm, ao passo que os corantes rodamina-B (máx = 524 e 570 nm), fluoresceína sódica (máx = 437 nm) e tartrazina (máx = 438 nm) não. A fotólise do complexo em solução aquosa, pH ~3, com luz de 313 nm leva à liberação de NO. Soluções aquosas de trans-[Ru(NO)(NH3)4(py)](BF4)3 em pH 7,4 (tampão fosfato) na presença da forma monomérica dos corantes rodamina-B (lirr = 570 nm), fluoresceína sódica (lirr = 440 e 490 nm), tartrazina (lirr = 440 nm) e alaranjado de acridina (lirr = 440 nm) foram irradiadas com laser nas bandas de absorção máxima desses corantes. Para verificar se estava ocorrendo a liberação de NO pelo complexo através da sensibilização por corantes foram utilizados os capturadores de NO mioglobina e carboxy-PTIO. Os resultados indicam que não houve liberação de NO nesses casos, sugerindo que não ocorre transferência de energia de corantes para o complexo trans-[Ru(NO)(NH3)4(py)]3+, ao se irradiar na banda de absorbância máxima dos corantes, pelo mecanismo de Förster (transferência de energia a longa distância). Para que ocorra, a fotoquímica deve estar associada a uma transferência de energia do tipo Dexter, onde o corante é ligado diretamente ao complexo. / The known complex trans-[Ru(NO)(NH3)4(py)](BF4)3 was synthesized and characterized by high performance liquid chromatography, 1H NMR, EPR, and electronic and infrared absorption spectroscopies. The complex infrared absorption spectrum displays the NO stretching peak at 1931 cm-1 and its electronic absorption spectrum shows bands at 237 nm (e = 5200 mol-1 L cm-1), 267 (e = 2300 mol-1 L cm-1), and 324 nm (e = 160 mol-1 L cm-1), in agreement with reported values. The Nile blue dye (max = 635 nm) undergoes photochemistry by irradiation with 577 nm light, while rhodamine-B (max = 524 and 570 nm), sodium fluorescein (max = 437 nm) and tartrazine (max = 438 nm) do not. The photolysis of the complex in pH 3 aqueous solution with 313 nm light results in NO release. Aqueous solutions of trans-[Ru(NO)(NH3)4(py)](BF4)3 at pH 7,4 (BPS) in the presence of the monomeric forms of the rhodamina-B (lirr = 570 nm), sodium fluorescein (lirr = 440 e 490 nm), tartrazine (lirr = 440 nm), and acridine orange (lirr = 440 nm) dyes were irradiated at the their absorption maxima. In order to verify the NO release from the complex through sensitization by the dyes, the NO scavengers myoglobin and carboxy-PTIO were used. The results indicate that NO release does not occur under these circumstances, suggesting, thus, that there is no energy transfer from the dyes to the trans-[Ru(NO)(NH3)4(py)]3+ complex by irradiating at the dyes absorbance maxima bands by the Förster mechanism (long distance energy transfer). For the photochemistry to occur it should be associated to a Dexter type energy transfer, in which the sensitizer is directly attached to the complex.

Zeólitas sintetizadas a partir de cinzas leves e pesadas de carvão e modificadas com hexadeciltrimetilamônio (HDTMA) foram usadas como adsorvente para remoção dos corantes Solophenyl Navy (SN) e Solophenyl Turquesa (ST) e suas formas hidrolisadas, Solophenyl Navy hidrolisada (SNH) e Solophenyl Turquesa hidrolisada (STH), de efluente simulado de indústria têxtil. As zeólitas leve modificada (ZLM) e pesada modificada (ZPM) foram caracterizadas por diferentes técnicas, tais como, espectrometria de fluorescência de raios-X, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. As ZLM e ZPM apresentaram carga estrutural negativa devido à formação de uma bicamada parcial de HDTMA na superfície externa da zeólita. A concentração inicial dos corantes, o tempo de contato e o equilíbrio de adsorção foram avaliados. A cinética de adsorção de SN, ST, SNH e STH sobre as zeólitas seguiu o modelo de pseudo segunda- ordem. O tempo de equilíbrio foi de 20 min para SN e ST e 30 min para SNH e STH sobre ZLM, enquanto sobre ZPM foi de 60 min para SN e ST e 20 e 30 min para SNH e STH, respectivamente. Os modelos de Langmuir, Freundlich e Temkin foram aplicados para descrever as isotermas de adsorção. A adsorção dos corantes foi melhor descrita pelo modelo de Langmuir, com exceção dos sistemas SN/ZPM, SNH/ZPM e SNH/ZLM que seguiram modelo de Freundlich. As capacidades máximas de adsorção foram 3,64; 3,57; 2,91 e 4,93 mgL-1 para SN, ST, SNH e STH pela ZLM, respectivamente e 0,235; 0,492; 1,26 e 1,86 mgL-1 pela ZPM, nesta mesma ordem. O melhor desempenho dos corantes hidrolisados foi atribuído à redução do tamanho das moléculas dos corantes durante o processo de hidrólise. A toxicidade aguda dos corantes foi avaliada por diferentes organismos teste. O microcrustáceo C. dubia apresentou valores de EC50 de 1,25; 54,5; 0,78 e 2,56 mgL-1 para SN, ST, SNH e STH, respectivamente. A macrófita L. minor mostrou valores de EC50 de 18,9; 69,4; 10,9 e 70,9 mgL-1 para SN, ST, SNH e STH, respectivamente. As larvas de mosquitos C. tepperi mostraram valores de EC50 de 119 e 440 mgL-1 para a SN e ST, respectivamente. Com relação ao processo de adsorção, os efeitos agudos foram substancialmente reduzidos após o tratamento da solução aquosa de SN e ST com ZLM, assim como de suas formas hidrolisadas, apresentando nenhuma toxicidade após a remoção de 100% da cor. Após o tratamento dos corantes com ZPM houve um aumento da toxicidade, com exceção dos corantes SNH e STH que não apresentaram toxicidade após o tratamento. Testes de Avaliação e Identificação da Toxicidade foram realizados a fim de identificar quais substâncias estariam causando a toxicidade nos corantes SN, ST e no lixiviado de ZLM e ZPM. Os efeitos tóxicos foram reduzidos significativamente após a manipulação com Extração de Fase Sólida (SPE) e ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) para o lixiviado de ZLM e ZPM. Os corantes mostraram redução na toxicidade após a manipulação com EDTA indicando que as substâncias tóxicas eram principalmente metais catiônicos. / Zeolites synthesized from fly and bottom ashes and modified with hexadecyltrimethylamonium (HDTMA) were used as adsorbent to remove dyes - Solophenyl Navy (SN) and Solophenyl Turquoise (ST) and their hydrolysed forms Solophenyl Navy Hydrolysed (SNH) and Solophenyl Turquoise Hydrolysed (STH), from simulated textile wastewater. The HDTMA-modified fly zeolite (ZMF) and HDTMA-modified bottom zeolite (ZMB) were characterized by different techniques, as X-ray fluorescence spectrometry, X-ray diffraction and scanning electron microscopy, etc. The ZMF and ZMB presented negative charge probably due to the formation of a partial bilayer of HDTMA on exchangeable active sites on the external surface of unmodified zeolite. Initial dye concentration, contact time and equilibrium adsorption were evaluated. The adsorption kinetic for SN, ST, SNH and STH onto the zeolites followed the pseudo second-order model. The equilibrium time was 20 min for SN and ST and 30 min for SNH and STH, respectively. Langmuir, Freundlich and Temkin models were applied to describe the adsorption isotherms. Adsorption of the dyes were best described by the Langmuir model, with exception to SN/ZPM, SNH/ZPM and SNH/ZLM systems that followed Freundlich model. The maximum adsorption capacities were 3,64; 3,57; 2,91 e 4,93 for SN, ST, SNH e STH by ZLM, respectively and 0,235; 0,492; 1,26 e 1,86 by ZPM, in this order. The best performance for hydrolyzed dyes has been attributed to reduction of the size of dyes molecules during the hydrolysis process. Acute toxicity of the dyes to a different organism were evaluated by different test-organisms. Waterflea, Ceriodaphnia dubia showed EC50 value of 1,25; 54,5; 0,78 and 2,56 mgL-1 for SN, ST, SNH and STH, respectively. The plant Lemna minor showed EC50 values of 18,9; 69,4; 10,9 and 70,9 mgL-1 for SN, ST, SNH and STH, respectively. Midges larvae of Chironomus tepperi showed EC50 values of 119 and 440 mgL-1 for SN and ST, respectively. Regarding the adsorption process, acute effects were substantially reduced after adsorption treatment of aqueous solution with SN and ST by ZMF, as well as their hydrolysed forms, showing no toxicity after removal of 100% of colour. After treatment with ZPM there was an increase of the toxicity, with exception of SHN and STH dyes that do not show toxicity after the treatment. Toxicity Identification Evaluation tests (TIE) were realized in order to identify what substances were causing the observed toxicity for the SN, ST and the leached of ZMF and ZMB. The acute effects were significantly reduced after manipulation with Solid-Phase Extraction (SPE) and Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) for the leached of ZMB and ZMF. The dyes showed reduced in the toxicity after manipulation with EDTA indicating that the toxicants are mostly cationic metals.

A terapia fotodinâmica consiste em uma nova e promissora técnica de tratamento de câncer. O tratamento se baseia na administração tópica ou sistêmica de um fotossensibilizador, que se acumula seletivamente em tecido tumoral. Na presença de luz e oxigênio o fotossensibilizador produz espécies tóxicas levando as células à morte. Neste trabalho foi determinada a eficiência fotodinâmica dos corantes fenotiazínicos (Azul de Metileno e Azul de Toluidina O) e xantenos (Rose Bengal, Eritrosina B, Eosina Y e Fluoresceína) através da comparação dos valores de concentração inibitória media (IC50) em células tumorais HEp-2; atividade fotodinâmica utilizando o ácido úrico como dosímetro químico; interação com proteína através da constante de ligação (KA) com BSA e coeficiente de partição em octanol-água (logP). Os resultados foram relacionados com as propriedades moleculares destes corantes afim de se obter uma melhor compreensão de suas estruturas e fornecer subsídios para o planejamento de novos e melhores compostos para serem utilizados como fotossensibilizadores em PDT. Os experimentos mostraram que os fenotiazínicos são mais citotóxicos nesta linhagem celular do que os xantenos, sendo que o Azul de Toluidina O possui o menor valor de IC50. Dentre os xantenos, o Rose Bengal foi o fotossensibilizador mais eficiente em causar fotoxidação do ácido úrico e o Azul de Toluidina O dentre os fenotiazínicos. Estes resultados estão de acordo com os resultados obtidos nos experimentos citotóxicos, em que Rose Bengal e Azul de Toluidina O apresentam os menores valores de IC50, em suas respectivas famílias. Os xantenos possuem maior interação com BSA do que os fenotiazínicos. Os corantes fenotiazínicos são mais hidrofóbicos do que os xantenos (com vii exceção do Rose Bengal), o que corrobora com os valores de IC50, pois também são os mais citotóxicos. Relacionando algumas propriedades moleculares dos corantes obtidos no estudo teórico com os dados experimentais observou-se que; i) quanto menor os valores das energias dos orbitais HOMO e LUMO maior foi os valores obtidos de IC50; ii) os corantes fenotiazínicos são moléculas menores que os corantes xantenos, facilitando sua difusão pela membrana plasmática e a localização nas organelas; iii) nos corantes xantenos a substituição por um átomo de número atômico maior provoca aumento no valor da atividade fotodinâmica e iv) os xantenos apresentam momentos de dipolo maiores do que os fenotiazínicos, explicando assim a maior hidrofilicidade dos xantenos. Os resultados obtidos mostraram que os corantes fenotiazínicos possuem uma eficiência fotodinâmica superior aos dos corantes xantenos, sendo que o Azul de Toluidina O é o mais eficiente e deve ser considerado como agente potencial para aplicação em PDT. / The photodynamic therapy consists in a new technique for cancer treatment. The treatment is based on topic or systemic administration of a photosensitizer, which is selectively retained in tumor tissue. In the presence of light and oxygen, it produces toxic species to cells leading to their death. In this work it was determinated the photodynamic efficiency of phenothiazinium (Methylene Blue and Toluidine Blue O) and xanthene dyes (Rose Bengal, Erythrosin B, Eosin Y and Fluorescein) by comparing the values of medium inibitory concentration (IC50) in HEp-2; photodynamic activity using the uric acid as a chemical dosimeter; interaction with protein through the binding constant (KA) with BSA and the octanolwater partition coefficient (logP). The results were related with the molecular properties of these dyes, in order to obtain a better understanding of their structures and provide insights for the design of new and better compounds to be used as photosensitizers in PDT. The experiments showed that the phenothiazine dyes are more cytotoxic in this cell line than the xanthenes, being Toluidine Blue the one that has the lower IC50. Among the xanthenes, Rose Bengal was the most efficient photosensitizer in causing photoxidation of uric acid and the Toluidine Blue O among the phenothiazines. These results are consistent with the ones obtained in the cytotoxicity experiments, once the Rose Bengal and Toluidine Blue O have the lower IC50 values, when compared with the other dyes studied in the same family. The xathenes have higher interaction with BSA than the phenothiazines. The phenothiazine dyes are more hydrophobic than the xanthenes (with the exception of Rose Bengal), which corroborate with the IC50 values, once they are also the most cytotoxic. Relating some molecular properties of the dyes obtained in the theoretical studies with the experimental data, it could be observed that; i) the lower is the values of HOMO and LUMO energy, the high is the IC50; ii) the phenothiazine dyes are smaller molecules than the xanthenes, which facilitate their diffusion across the plasmatic membrane and the localization in organelles; iii) in xanthenes dyes the substitution for an atom with higher atomic number increases the photodynamic activity, and iv) the xanthenes dyes have the higher dipole moment than the phenothiazines, explaining the higher hydrophilicity of the xanthenes. The obtained results showed that the phenothiazine dyes have higher photodynamic efficiency than the xanthenes dyes, being Toluidine Blue the most efficient of these dyes and it should be considered as a potential agent for photodynamic therapy.

Nanopartículas de prata foram preparadas pela redução química de íons prata (AgNO3) por borohidreto de sódio (NaBH4) na presença de poli-(N)-vinil-2-pirrolidona em solução de álcoois de cadeia curta. As nanopartículas de prata apresentaram maior estabilidade em 2- propanol, e o diâmetro aproximado das nanopartículas Ag0 obtidas neste solvente é de aproximadamente 6 nm. As propriedades fotofísicas dos corantes coumarinas e derivados de acridina, em 2-propanol, são afetados pela presença das nanopartículas de prata. A interação das nanopartículas de prata com os derivados de acridina leva a uma mudança espectral da banda de absorção de transferência de carga intramolecular ´ICT - intramolecular charge transfer´. Para dois dos derivados de acridina, há um aumento significativo de emissão com a adição inicial de nanopartículas de Ag0. Mas em altas concentrações de nanopartículas de prata, ocorre supressão estática de fluorescência, com uma progressiva diminuição da eficiência de fluorescência. A intensidade de fluorescência das amino coumarinas é somente suprimida pela presença de nanopartículas de prata em solução. / Silver nanoparticles were synthesized by chemical reduction of silver ions by sodium borohydride in the presence of poly-(N)-vinyl-2-pyrrolidone in solution of short chain alcohols. The nanoparticles are stable in 2-propanol, and the average diameter of the Ag colloid obtained in this solvent is about 6 nm. The photophysical properties of acridinium and coumarin dyes in 2-propanol are affected by the presence of silver nanoparticles. The interaction of silver nanoparticles with acridinium derivative leads to a spectral change of its intramolecular charge transfer (ICT) absorption band. The dye emission increases suddenly with the initial addition of the Ag metal nanoparticles, but at a high concentration of the colloid, static fluorescence quenching occurs with a progressive decrease of the fluorescence efficiency. Amino coumarin fluorescence is only quenched by the silver nanoparticles in solution in the concentration range used.

O processo de coloração de cabelos é um dos métodos de tintura mais antigos. No século XIX, iniciou-se a produção de corantes sintéticos, a partir do desenvolvimento da pfenilenodiamina (PPD). Os corantes de cabelo são classificados de acordo com seu mecanismo de ação. Os corantes permanentes são classificados por mecanismos oxidativos, enquanto os corantes diretos colorem a fibra capilar por mecanismos não oxidativos. A investigação sobre os possíveis danos á saúde humana, que podem ser resultantes da exposição de corantes de cabelos, têm sido um tema de enorme desafio para a comunidade cientifica. Particularmente, devido à enorme discrepância dos estudos epidemiológicos e estudos que empregam metodologias in vitro. Neste trabalho, foram investigadas a capacidade citotóxica de um composto representante de cada classe de tinturas de cabelo, um corante temporário (Basic Yellow 57 (BY57), um semi-temporário (Basic Red 51(BR51) e um ingrediente permanente p-fenilinodiamina (PPD) em linhagens de células de pele humana. As linhagens normais da pele humana estudadas foram os queratinócitos imortalizados humanos (HaCaT) e fibroblastos primários, utilizou-se também melanoma SK-Mel-103. Posteriormente, após caracterização do corante mais tóxico, foi investigado o tipo de morte celular, as possíveis alterações destes compostos no ciclo celular, a capacidade de geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e aplicação em cultura tridimensional de pele artificial. Posteriormente, foi avaliada a capacidade de cada corante em induzir estresse oxidativo em queratinócitos humanos (HaCaT), que são a primeira via de exposição de corantes de cabelos. Em seguida, o corante elegido mais tóxico foi aplicado em pele humana provenientes de cirurgia. Finalmente, o potencial de mutagenicidade dos corantes BY57 e BR51 foram avaliados. / The process involving hair dyes is one of the oldest methods of coloring. The use of synthetic hair dyes started in the nineteenth century, after the development of p-phenylenodiamine (PPD). The hair dyes are classified according to their mechanism of action. The permanent hair dyes are classified by oxidative mechanisms, while direct dyes color the hair fiber by non-oxidative mechanisms. Research regarding the potential damage of hair dyes to human health has been an enormous challenge for the scientific community. Particularly due to the large discrepancy of epidemiological studies involving in vitro methodologies. In this study, we evaluated the cytotoxic potential of a compound representative from each of the class of hair dyes, a temporary dye (Basic Yellow 57 (BY57), a semi temporary (Basic Red 51 (BR51) and a permanent hair dyes p-phenylenodiamine (PPD) in human skin cells. The studied skin cell lines where, immortalized human keratinocytes (HaCaT) primary fibroblasts, we also used melanoma SK-Mel-103. Subsequently, after characterization of the most toxic dye, we investigated specific mechanisms of cell death, changes in cell cycle and the ability to generate reactive oxygen species (ROS) followed by the evaluation of three-dimensional artificial skin. In addition, we assessed the ability of each dye in inducing oxidative stress in immortalized human keratinocytes (HaCaT) this is the primary route of exposure of hair dyes. Then, the most toxic compound was tested in human skin explants. Finally the mutagenic potential of the dyes BY57 and BR51 were evaluated.

As amostras ambientais coletadas na área do Ribeirão dos Cristais, região metropolitana de São Paulo, apresentaram atividade mutagênica sistemática durante os últimos anos. De acordo com estudos já publicados em literatura, essa contaminação estava relacionada ao lançamento de efluentes líquidos de uma indústria de tingimento neste corpo d água. Essa indústria tinge principalmente nylon e poliéster, utilizando em seus processos azo corantes dispersos, entre outros. Os corantes de um produto comercial preto (BDCP), muito empregado por essa indústria, foram detectados recentemente em amostras ambientais coletadas nesse local e se mostraram pelo menos parcialmente, responsáveis pela mutagenicidade mencionada. Esses corantes foram identificados como c.I. Disperse Blue 373, C.I. Disperse Violet 93 e C.I. Disperse Orange 37. A água tratada proveniente do Ribeirão dos Cristais também mostrou atividade mutagênica e esta foi relacionada tanto à presença de nitrocompostos aromáticos, incluindo policíclicos, quanto de produtos mutagênicos secundários formados durante a desinfecção. Este trabalho teve como objetivos a caracterizaçãoquímica de amostras de efluente bruto e tratado, provenientes da indústria de tingimento, lançados no Ribeirão dos Cristais; a avaliação da presença dos corantes c.I. Disperse Blue 373, C.I. Disperse Violet 93 e c.I. Disperse Orange 37 em amostras de sedimento antes e após o lançamento; e a verificação da possível formação de compostos mutagênicos incolores, provenientes dos corantes, a partir do processo de cloração, os quais poderiam explicar a mutagenicidade da água tratada. As amostras de efluente bruto e tratado foram analisadas por Cromatografia em Camada Delgada (CCD) e os corantes do produto comercial preto (BDCP) foram detectados, dentre outros. Quando analisadas por Cromatografia em Fase Gasosa! Espectrometria de Massas (CG/EM) foram detectadas, preliminarmente, várias aminas aromáticas mutagênicas, dentre elas alguns produtos de clivagem dos corantes identificados. Os resultados indicaram que o tratamento empregado pela indústria (sistema de lodos ativados) não é eficiente na remoção desses compostos. Nas amostras de sedimento do Ribeirão dos Cristais, coletadas após o lançamento da indústria de tingimento, foram detectados por CCD o corante C.I. Disperse Blue 373 e o c.I. Disperse Orange 37, porém o corante violeta (C.I. Dispersse Violet 93) não foi detectado. A mutagenicidade das mesmas amostras foi avaliada com a linhagem YGI041 de Salmonella, com e sem S9 e a atividade mutagênica detectada pôde ser explicada pela presença dos corantes nas amostras avaliadas. Tendo em vista que nas amostras de água tratada não foram detectados corantes, porém foi observada atividade mutagênica relacionada à presença de nitrocompostos, submeteu-se uma solução do produto comercial BDCP, em concentração compatível com aquela detectada na água bruta, à cloração em condições similares àquelas realizadas pela Estação de Tratamento de Água (ETA). Após a cloração, foi verificada a formação de substâncias incolores, com atividade mutagênica e perfil cromatográfico semelhante ao apresentado por amostras de água tratada coletadas na saída da ETA. Desta forma, especula-se que as substâncias geradas possam estar relacionadas com a mutagenicidade detectada na água tratada. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram que corantes azóicos e seus produtos relacionados são uma importante classe de contaminantes ambientais que deveriam ser melhor avaliados toxicologicamente, especialmente quanto a sua atividade genotóxica e carcinogênica tendo em vista o risco direto e indireto de exposição humana à esses compostos quando liberados para o meio ambiente. / Enviromnental samples collected at Cristais river area in the metropolitan region of São Paulo, had showed repeated mutagenic activity during the last years. According to published studies, this contamination was related to the discharge of a dye processing plant. This industry dyes mainly nylon and polyester, using azo disperse dyes, among others. Recently, the dye components of a black dye commercial product (BDCP), widely used by this industry, were detected in enviromnental samples collected in this area and were considered responsible, at least in part, for the cited mutagenicity. These dyes were identified as: C.I. Disperse Blue 373, C.I. Disperse Violet 93 and C.I. Disperse Orange 37. The drinking water from the Cristais river also showed mutagenic activity related to the presence of nitro aromatic compounds, including polycyclic ones, as well as the usual disinfection by products. The objectives of this work were: the chemical characterization of raw and treated effluent samples from the dye processing plant that discharges its effluent in Cristais river; the evaluation of the presence of C.I. Disperse Blue 373, c.I. Disperse Violet 93 and c.I. Disperse Orange 37 in sediment samples before and after the discharge; and the evaluation of the possible generation of non-colored mutagenic compounds, derived from the dyes, during the disinfection step that could explain the mutagenicity of the drinking water. The raw and treated effluent samples were analyzed using Thin Layer Chromatography (TLC) and the dye components of the BDCP were detected, among others. Several mutagenic aromatic amines, including cleavage by-products of the detected dyes, were preliminary detected using gas chromatography/ mass spectrometry (GC/MS). The results demonstrated that the treatment applied by the industry (activated sludge) was not efficient in the removal of theses compounds. In the Cristais river sediment samples collected downstream the dye processing plant discharge, we detected the dyes C.I. Disperse Blue 373 and C.I. Disperse Orange 37 using TLC, however, the violet component (C.I. Disperse Violet 93) was not detected. The mutagenicity of these samples were evaluated using the strain YG1041 of Salmonella, in the presence and absence of S9 and the mutagenic activity observed could be explained by the presence of the dyes in the samples. Taking into account that dyes were not detected in drinking water samples, but the samples showed mutagenicity related to the presence of nitrocompounds, a solution of the commercial product (BDCP), at similar concentration found in raw water, was chlorinated using the Drinking Water Treatment Plant (DWTP) conditions. After the chlorination, the formation of non-colored substances was verified, and these compounds showed mutagenic and chromatographic profiles similar to the drinking water collected at DWTP. In this sense, we suggest that the generated substances could be related to the mutagenic activity previously detected in the drinking water. The results obtained in this study demonstrated that azo dyes and related compounds are an important class of environmental contaminants that should be better evaluated in relation of its toxicity, mainly in relation to their genotoxic and carcinogenic effects, considering the direct and indirect human exposure risk associated to these compounds once in the environrnent.

Os corantes que apresentam grupos cromóforos do tipo azo (N=N) são amplamente empregados em numerosas aplicações na indústria, para colorir vários bens de consumo, dentre eles os têxteis. Entretanto, pelo fato de formarem aminas aromáticas carcinogênicas, quando a ligação N=N é rompida, seu uso está sujeito à legislação. Levando em consideração o potencial carcinogênico das aminas aromáticas, a quantificação das mesmas em produtos destinados à exportação se faz necessária. A técnica padrão para o monitoramento da presença dessas aminas em bens de consumo como os têxteis é a cromatografia líquida de alta eficiência, entretanto como alternativa tem-se a eletroforese capilar. Assim, neste trabalho 20 aminas aromáticas oriundas de azo corantes, banidas pela Comunidade Européia por meio da Diretiva 2002/61/EC, foram separadas por meio de eletroforese capilar (CE), com detecção no UV-Vis, e, a confirmação da presença dessas aminas em matrizes têxteis foi realizada por um método confirmatório de LC-MS, adaptado da literatura. Em CE o conhecimento das constantes de dissociação ácido-base se faz necessário para a otimização do pH ideal de corrida, assim estas, bem como mobilidades iônicas para cada uma das aminas aromáticas foram determinadas por meio de curvas de mobilidade efetiva em função do pH. O pH ótimo de separação de 2,50 foi determinado por meio do simulador de separação desenvolvido no grupo (SIMLACE). Dos métodos de separação estudados, o que apresentou maior número de aminas separadas (16 aminas) em linha de base em menor tempo (12 min) foi empregando um BGE composto apenas de 70 mmol/L de dihidrogenofosfato de sódio ajustado a pH 2,50 com ácido fosfórico, considerando um condicionamento de capilar de início de trabalho de 10 minutos de flush com BGE (dihidrogenofosfato de sódio 70 mmol/L ajustado a pH 2,50 com ácido fosfórico, contendo trietilamina 12,3 mmol/L) a uma pressão de 950 mbar, seguido da aplicação de uma tensão de +30 kV por 10 minutos; e um condicionamento entre réplicas de corrida eletroforética de 1 minuto de HCl 0,1mol/L (950 mbar) seguidos de 1 minuto de H2O (950 mbar). A extração das aminas da matriz têxtil envolve três etapas: a redução da ligação N=N, extração das aminas formadas e um posterior clean up e pre-concentração, sendo que para este último o sistema que apresentou melhor resposta em termos de eficiência de extração (da ordem de 100%) foi com o uso de extração em fase sólida com resina de troca catiônica. Por outro lado, a extração das aminas 1, 7 e 8 da matriz têxtil foi obtida por ultrassom após o estudo de um planejamento fatorial de superfície de resposta, a uma temperatura de 52 ºC, tempo de ultrassom de 5 minutos e concentração de HCl de 0,77 mol/L, com recuperações de 105 a 115%. Como figuras de mérito do método otimizado tem-se: linearidade no intervalo de 50,11 409,1 mmol/L (R2 > 0,98), LD (2,43 6,70 mmol/L) e LQ (8,10 22,3 mmol/L), precisão (0,23 27,6%), robustez (por planejamento fatorial), seletividade, especificidade (estudos de estresse com extrato da amostra) e recuperação (valores acima). O método validado foi aplicado a sete amostras adquiridas no mercado local. Dentre elas, duas apresentaram picos com tempos de migração e espectros semelhantes às aminas 5, 7 e 15, sendo que as aminas 7 e 15 foram confirmadas por meio do método de LC-MS/MS adaptado da literatura o qual permitiu a caracterização dessas aminas nas matrizes têxteis analisadas. / The dyes which have chromophoric groups like azo (N = N) are widely used in numerous applications in industry to color various consumer goods, including textiles. However, because of carcinogenic aromatic amines formed when N=N bond is broken, its use is subject to the legislation. Considering the carcinogenic potential of aromatic amines, to quantify them in products intended for export, is needed. The standard technique for monitoring the presence of these amines in consumer goods such as textiles is a high performance liquid chromatography, however the capillary electrophoresis technique can be a good alternative. In this work 20 aromatic amines derived from azo dyes, banned by the European Community by Directive 2002/61/EC, were separated by capillary electrophoresis (CE) with UV-Vis detection, and confirmation of the presence these amines textile matrix was conducted by a method confirmatory LC-MS, adapted from the literature. The knowledge of the dissociation constant acid-base (pKa) in CE technique is necessary to obtain the optimum pH for the separation. In these way the pKa as well as the ionic mobilities for each aromatic amines were determined by curves of effective mobility as a function of pH. The optimum pH for the separation was 2.50 as determined by the simulator separation developed in the group (SIMLACE). About the separation methods studied, which had a higher number of separate amines (16 amines) in the baseline in a shorter time (12 min) employing a BGE composed only of 70 mmol/L sodium dihydrogen phosphate adjusted to pH 2.50 with phosphoric acid, with a conditioning capillary either at the beginning of the working day (10 minutes flush with BGE (sodium dihydrogen 70 mmol/L adjusted to pH 2.50 with phosphoric acid, triethylamine containing 12.3 mmol/L) at a pressure 950 mbar followed by applying a voltage of +30 kV for 10 minutes) and among replicas (1 minute of HCl 0.1 mol/L (950 mbar) followed by 1 minute of H2O (950 mbar)). The extraction of amines textile matrix involves three steps: reduction of N = N bond, extraction of the amines formed and a subsequent clean up and pre-concentration. About the latter step, the best response in terms of extraction efficiency (about 100%) was obtained using solid phase extraction (SPE) with cationic exchange resin. In addition, the best condition for ultrasound extraction of the amines 1, 7 and 8, was determined by means of a response surface factorial design with three variables and two levels. The optimum condition was: temperature of 52 °C, application of ultrasound for 5 min and HCl concentration of 0.77 mol/L, with recoveries of 105% to 115%. Figures of merit for optimized method include: linearity in the range from 50.11 to 409.1 mmol/L (R2> 0.98), LD (limit of detection, 2.43 to 6.70 mmol/L) and LQ (limit of quantification, 8.10 to 22.3 mmol/L), precision (0.23 to 27.6%), robustness (established by a factorial design), selectivity, specificity (stress studies with real sample extracts) and recovery (listed above). The validated method was applied to seven samples purchased at local markets. Among them, two presented peaks with migration times and spectra similar the amines 5, 7, 12 and 15. But, in only one sample the amines 7 and 15 were confirmed by LC-MS/MS.