Methanol (MeOH) is a common external carbon source for wastewater denitrification, because of its low cost and low sludge yield. Ethanol (EtOH), on the other hand, is more expensive, but yields higher denitrification rates. This study introduces gasoline-denatured ethanol (dEtOH), which is now being produced in large quantities for the production of E10 gasoline, as an alternative carbon source. The gasoline added, as the denaturant, is known as "straight-run" gasoline; a lower grade material that contains mostly aliphatic compounds, but lacks the components that normally boost the octane rating, such as benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX). Herein are presented the results of using dEtOH, EtOH (95.5% ethanol-4.5% water) and MeOH for denitrification in lab-scale, sequencing batch reactors (SBRs). We also focused on the quantification of BTEX present in dEtOH solution and the inhibition potential of these compounds on both nitrification and denitrification. BTEX content in the dEtOH solution had low and consistent concentration. Ethylbenzene and o-xylene were not detected in the reactor. The removal rates of benzene, toluene and m-xylene were 3.1°1.4, 3.4°1.9 and 0.6°0.4 ?g/L·h, respectively. BTEX were not detected in the effluent and did not inhibit nitrification and denitrification. The denaturant did not affect biomass production or the settling properties of the sludge. The yield (COD/NOx-N) and denitrification rates of dEtOH were similar to those of EtOH and higher than those of MeOH. The cost of dEtOH ($0.91//lb NO??-N removed) is slightly higher than that of methanol ($0.74/lb NO??-N removed). Using dEtOH as an external carbon source is, therefore, very promising and utilities will have to decide if it is worth paying a little extra to take advantage of dEtOH's benefits. / Master of Science

Diamond-like carbon (DLC) film exhibits an extreme hardness, low friction coefficient, chemical stability, heat conductivity, high resistance, and high optical transparency. There properties lead to remarkable on industrial applications Diamond-like carbon films were deposited onto the silicon (100) and ITO glass substrates. Under the same deposition conditions, the characteristics of DLC films were evaluated by the variations of deposited parameters such as the applied voltage, deposition temperature the concentrations of electrolyte; acetic acid. The properties due to the different substrate were compared and discussed in detail. In experimental work, the properties of DLC film were conducted by various measurements. Scanning electron microscopy can make an insight into the surface morphology also to reveal the uniformity of the DLC films. For the I-t curves of DLC film growth, it can be used to study of the growth mechanism by correlation the surface morphology observed by Scanning electron microscopy (SEM). The transmission, refraction index and optical band gap of DLC film was measured by the N &K analyzer. Finally, the hydrogen content, composition and microstructure of DLC films were characterized by the FTIR and XPS analyze According to above results, DLC film using the electrolyte of acetic acid was more difficult to deposit on Silicon substrate because the very high activation energy and the high hydrogen ion existing in DI water firstly deposited on the surface of Si substrate. For FTIR measurement, The absorption wavenumber of various bonding observed were positioned at 610 cm-1,680 cm-1,1100 cm-1 and 3600 cm-1~3800 cm-1and to be cauterized as the bonding of Si-H¡BSi-O and O-H, respectively. The absorption peaks within the range from 2800 cm-1 to 3100 cm-1 were missing. Peaks observed were attributed to the bonding of Si-C¡B SP3 C-C¡B C-O¡BC-C¡BC=O and C=C and the CHn bonding was missing on the surface of substrate. The reaction mechanism of DLC deposition can be suggested from the results of measurements. As bias voltage applied, the acetic ion; CH3COO- were attracted by the Anode as the state of C¡]Anode¡^-OOCCH3, and then to give electron and form the CH3+ion»PCO2. The hydrogen ion and methyl ion were attracted by cathode. The competitive reaction was built between ions to deposited DLC films and/or to form Si-H. However, experimental results show that the last was preferred and for forming the DLC film was forbidden.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-13T13:11:08Z No. of bitstreams: 1 resumo.pdf: 20042 bytes, checksum: 4c0e17a929ef619a16b7f24b5f37a259 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T13:11:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 resumo.pdf: 20042 bytes, checksum: 4c0e17a929ef619a16b7f24b5f37a259 (MD5) Previous issue date: 2003-04-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os genes plg1 e plg2, que codificam pectina liase em Penicillium griseoroseum, foram isolados e caracterizados. A região estrutural do gene plg1 possui 1341 pares de bases (pb) e é interrompida por 2 íntrons, de 101 e 115 pb, confirmados pela seqüência do cDNA. A proteína deduzida a partir da seqüência de nucleotídeos possui 374 aa, com massa molecular estimada em 40,1 KDa, um potencial sítio de glicosilação na posição N 112 e pI calculado de 9,46. O gene plg2 possui 1400 pb, sendo interrompido por quatro íntrons contendo 56, 60, 52 e 39 pb. Estes íntrons estão nas mesmas posições dos íntrons do gene pelD de Aspergillus niger, embora as seqüências de nucleotídeos sejam diferentes. A proteína deduzida possui 383 aa, massa molecular estimada de 40,5 KDa e pI de 5,55. Três possíveis sítios de glicosilação foram encontrados nas posições N 38 , N 128 e N 257 . Análise por hibridização do DNA total de P. griseoroseum e dos respectivos plasmídeos que contêm as seqüências genômicas dos genes plg1 e plg2, revelaram que estes genes estão presentes em cópias únicas no genoma do fungo. Esses resultados sugerem que P. griseoroseum possui somente dois genes que codificam pectina liase. A avaliação da regulação da expressão dos genes plg1 e plg2 foi conduzida por hibridização do RNA total e por RT-PCR. Os genes plg1 e plg2 apresentam diferente regulação em nível de transcrição. A expressão do gene plg1 é induzida por pectina cítrica e sacarose/extrato de levedura, sendo expresso ao longo de 96 horas de crescimento de P. griseoroseum. No entanto, o maior acúmulo do transcrito foi detectado com 24 horas de crescimento. A adição de glicose, frutose, galactose ou xilose no meio de cultura, reprimem a transcrição de plg1 substancialmente. O transcrito do gene plg2 foi detectado somente por RT-PCR, demonstrando que a sua expressão, mesmo induzida, é muito menor do que a de plg1. O gene plg2 foi transcrito em nível muito baixo em pectina cítrica e em pectina de maçã, não sendo transcrito em sacarose/extrato de levedura. As regiões 5' terminal dos genes plg1 e plg2 foram sequenciadas, e potenciais cis-elementos para ligação dos fatores de transcrição CreA e PacC foram identificados. Foram também detectados os cis - elementos CAAT box e TATA box. A presença dos dois primeiros cis-elementos explica a regulação de plg1, considerando que este está sujeito à repressão catabólica (CreA) e à influência do pH do meio (PacC). O gene plg1 é induzido na presença de sacarose/extrato de levedura. Análise por RT-PCR mostrou que este não foi expresso em meio contendo sacarose somente, e quantidades pequenas do transcrito foram detectadas quando o fungo foi crescido apenas em meio contendo extrato de levedura. Os resultados evidenciam que a expressão do gene plg1 depende conjuntamente de sacarose e extrato de levedura. Com o objetivo de verificar se o efeito de sacarose e extrato de levedura na expressão de plg1 depende do envolvimento do AMPc, o fungo foi crescido em meios contendo sacarose e extrato de levedura, acrescidos de substâncias que atuam na cascata de transdução de sinais via AMPc. Foi verificado que há expressão diferencial de plg1 nas diferentes substâncias testadas e nos tempos de crescimento analisados, 18 e 24 horas. A presença de cafeína e extrato de levedura provocou aumento na expressão do gene plg1 em relação ao controle contendo sacarose e extrato de levedura, e a combinação de sacarose/cafeína e extrato de levedura levou a um maior aumento. Somente sacarose e dibutiril-AMPc não promoveram o acúmulo do transcrito do gene plg1, como observado em sacarose e extrato de levedura. Este acúmulo só foi detectado na presença de extrato de levedura, o que nos leva a inferir que somente um aumento do AMPc endógeno não seria capaz de induzir a transcrição do gene plg1. / Two pectin lyase-enconding genes from Penicillium griseoroseum were isolated and characterized. The coding region of the plg1 gene consists of 1341 base pairs (bp) and is interrupted by two introns of 101 and 115 bp, confirmed by cDNA sequencing. The deduced amino acid (aa) sequence (374 aa) of PLG1 has an estimated molecular mass of 40.1 KDa and a calculated pI of 9.46. One putative N-glycosylation site was found at N 112 . The plg2 coding sequence (1400 bp) is interrupted by four small introns which sizes vary from 36 to 60 bp. These introns were found at identical positions of those of the pelD gene from A. niger although a detailed comparison revealed sequence divergence. The calculated pI and predicted molecular mass of PLG2 protein are 5.55 and 40.5 KDa, respectively. Three putative glycosylation sites were detected at N 38 , N 128 , and N 257 . Quantitative Southern blot revealed that the plg1 and plg2 genes exist as single copies in the P. griseoroseum genome. Our results indicate that they are the only members of the pectin lyase gene family in this fungus. Northern hybridization analysis and RT-PCR were conducted to study the regulation of plg1 and plg2 expression. Both genes are regulated at the transcription level although they are controlled in different ways. Citric pectin and sucrose/yeast extract induces plg1 expression when P. griseoroseum is xiicultivated during 96 h. However the highest transcript accumulation was detected at 24 h. Transcription of plg1 is substantially repressed when glucose, fructose, galactose and xylose are added to the medium culture. plg2 transcripts were only detected by RT-PCR demonstrating that this gene is expressed at lower levels when compared to plg1. The plg2 transcription was seen in sucrose/yeast extract while transcript levels were low in citric pectin and apple pectin. The 5’-flanking regions of plg1 and plg2 genes were sequenced and putative CAAT and TATA boxe were identified as well a putative consensus binding sites for CreA and PacC. These cis-elements explain the regulation of these genes since both undergo catabolite repression (CreA) and are influenced by the medium pH (PacC). The plg1 gene is induced by sucrose/yeast extract. RT-PCR analysis showed that sucrose alone doesn’t trigger its expression and low amounts of plg1 transcript were detected when the fungus was cultivated only in yeast extract. These results provide strong evidence that plg1 expression relies on both sucrose and yeast extract. P. griseoroseum was grow on medium containing sucrose and yeast extract in order to analyze if plg1 expression also depends on cAMP. Differential expression was seen when different substances were added and at the time points sampled, 18 and 24 h. Caffeine and yeast extract raised the expression of plg1 gene when compared to the control, sucrose and yeast extract. Even higher expression was seen from combination of sucrose/caffeine and yeast extract. No transcript accumulation was detected when the fungus was cultivated on sucrose and dibutyril-cAMP in opposition to cultivation on sucrose and yeast extract. This accumulation was only observed in the presence of yeast extract and provides evidence that a simple raise in the endogen cAMP level would not be able to induce plg1 transcription.

O hidrogênio (H2) produzido a partir de microrganismos fotossintetizantes (microalgas e cianobactérias) é considerado um vetor energético sustentável do ponto de vista ambiental. Quando comparado a outras formas de produção são encontradas limitações técnicas e econômicas principalmente pela geração de pequenos volumes de gás e pela inexistência de um ciclo de vida completo que assegure a produção contínua de H2 por esses organismos. Nesse sentido, o presente projeto teve por propósito avaliar a capacidade de produção de H2, sob condições mixotróficas, em três estirpes de cianobactérias: Anabaena sp. UTEX 1448, Anabaena sp. PCC7120 (selvagem) e Anabaena sp. PCC 7120 &Delta;hypF (mutante). O primeiro capítulo tratou da otimização de biomassa da estirpe UTEX 1448, utilizando meio de cultura BG-11 (Rippka, 1979), em condições controladas de pH (10,2), temperatura (32 ºC), radiação (30 &micro;mol.m-2.s-1), com cinco diferentes substratos orgânicos (ácido lático, glicerol, glicose, frutose e sacarose), em três concentrações de carbono (0,20; 0,52 e 0,84 gC.L-1). No segundo capítulo, investigou-se a produção de H2, pelas enzimas hidrogenase bidirecional, de assimilação e nitrogenase, com medições in vivo, a partir do uso do eletrodo de H2 (Hansatech, Ltd) e análises de clorofila a, proteínas (Western Immunoblotting) e géis de poliacrilamida desnaturantes. Os ensaios de H2 foram realizados para as três estirpes, em triplicata, com réplicas biológicas nos dias 0h, 24h, 48h, 72h e 7 dias, após passagem das culturas de condições não fixadoras de nitrogênio para condições fixadoras de H2, considerando a condição otimizada encontrada no Capítulo 1. Utilizou-se BG-11 para aumento da densidade celular em níveis que viabilizassem a realização dos ensaios e BG-110 (sem nitrato) para estímulo à diferenciação celular em heterocistos, estrutura importante por conter a enzima nitrogenase, diretamente relacionada à geração de H2. A fonte de carbono orgânico frutose a 0,84 gC.L-1 foi a condição otimizada encontrada, com produtividade de biomassa de 190 ± 18 mg.L-1.dia-1 (Anova, Tukey, p < 0,05). A estirpe mutante não cresceu nas condições otimizadas do cultivo e consequentemente não foi possível quantificar a geração de H2. Em fase clara, aos 7 dias, a maior produtividade de H2 foi de 0,50 ± 0,38 &micro;molH2.mg clorofila a-1.h-1 para a cepa PCC 7120 (selvagem) e na fase escura obteve-se produtividade média de H2 de 0,147 ± 0,00 &micro;molH2.mg clorofila a-1.h-1, ao dia 0 (0h) para a estirpe UTEX 1448. / Hydrogen (H2) produced from photosynthetic microorganisms (microalgae and cyanobacteria) is considered an environmentally sustainable energy vector. When compared to other production ways, some technical and economic limitations are found mainly because of the small amount of gas generated and also due the lack of a complete life cycle that assures the constant generation of hydrogen by these organisms. Regarding to this, the following study intended to evaluate the capacity of hydrogen production under mixotrophic conditions in three cyanobacteria strains: Anabaena sp. UTEX 1448, Anabaena sp. PCC7120 (wild type) and Anabaena sp. PCC 7120 &Delta;hypF (mutant). The first chapter refers to the optimization of the biomass of the UTEX1448 strain, using BG-11 as a mean of culture (Rippka, 1979) under controlled conditions of pH (10,2), radiation (30 &micro;mol.m-2.s-1), temperature (32ºC), with no photoperiod, five different organic substrates (lactic acid, glycerol, glucose, fructose and sucrose) in three different carbon concentrations (0.20, 0.52 and 0.84 gC.L-1). The second chapter investigated the hydrogen production by the bidirectional hydrogenases enzymes, by uptake and nitrogenase, with in vivo measurements using the hydrogen electrode (Hansatech, Ltd), chlorophyll a and proteins analyses (Western Immunoblotting and SDS-Polyacrylamide gels). The H2 assays were performed for the three strains, in triplicate, with biological replicates on days 0h, 24h, 48h, 72h and 7 days, considering the optimized condition found in Chapter 1. BG-11 medium was used to increase cell density at levels that would be viable to perform the tests and BG-110 (without nitrate) to stimulate cell differentiation in heterocysts, an important structure that contains the nitrogenase enzyme, directly related to H2 generation. The source of organic carbon fructose at 0.84 gC.L-1 was the optimized condition found, with biomass productivity of 190 ± 18 mg.L-1.day-1 (ANOVA, Tukey, p < 0.05). The mutant strain did not grow under optimized culture conditions and consequently it was not possible to quantify H2 generation. In the light phase, at 7 days, the highest yield of hydrogen was 0.50 ± 0.38 &micro;molH2.mg chlorophyll a-1.h-1 for the strain PCC 7120 (wild) and in the dark phase yielded average productivity of hydrogen from 0.147 ± 0 &micro;molH2.mg chlorophyll a-1.h-1, at day 0 (0h) for strain UTEX 1448.

In this study, it was aimed to investigate the effects of different co-carbon sources on therapeutically important glycoprotein, recombinant human erythropoietin (rHuEPO) production by Pichia pastoris by designing feeding strategies which were applied in the production phase of the bioprocess. During the experiments, the cell growth, sorbitol, mannitol, and methanol consumptions, recombinant human EPO production, alcohol oxidase activity, total protease concentrations and the by-products organic acid concentrations were analyzed. In this context, firstly, laboratory scale air filtered shake bioreactor experiments were performed by P. pastoris Mut+ strain to investigate the effects of mannitol and sorbitol. 50 gL-1 initial concentration of co-substrates was found more affordable and appropriate for cell concentration and recombinant protein production. Thereafter, six pilot scale bioreactor operations were designed and performed. In the first designed strategy (named as SSM strategy), batch-wise 50 g L-1 sorbitol was fed at t=0 h of the production phase and then sorbitol concentration was kept constant at 50 g L-1 by fed-batch feeding with a pre-determined specific growth rate of &mu / Srb0=0.025 h-1 within t=0-15 h of the production phase together with fed-batch methanol feeding with a pre-determined specific growth rate of &mu / M0=0.03 h-1. In the following bioreactor experiments co-substrate mannitol was fed to the system with different feeding strategies together with fed-batch methanol feeding with a pre-determined specific growth rate of &mu / M0=0.03 h-1. In the second strategy (MM), only 40 g L-1 mannitol was added to the system at t=0 h of the production phase. In the third strategy (MMM), after adding 50 g L-1 mannitol at t=0 h, mannitol concentration was kept constant at 50 g L-1 by fed-batch feeding with a pre-determined specific growth rate of &mu / Man0=0.11 h-1 within t=0-9 h of the production phase when the same cell concentration was attained in SSM strategy. In the fourth one (MLM), limiting amount of mannitol, 3 g L-1, was added at t=0 h and then mannitol concentration was kept constant at 3 g L-1 by fed-batch feeding with a pre-determined specific growth rate of &mu / Man0=0.005 h-1 within t=0-10 h of the production phase. After these strategies, several pulses, batch-wise, mannitol feeding strategies were performed. In the fifth strategy (MPM), besides 50 g L-1 initial mannitol feeding at t=0 h, adding second batch-wise mannitol at t=6 h, and third one at t=12 h were applied. In the last strategy (MPMG), four 50 g L-1 pulse feeding of mannitol were performed at t=0 h, 7 h, 14 h, and 24 h, containing glycerol, with an initial concentration in the fermentation medium being 8 g L-1. The highest extracellular rHuEPO production was achieved in the fifth strategy MPM as CrHuEPO=645 mg L-1 at t=9 h while the highest cell concentration was achieved in the first strategy SSM as Cx=109 gL-1 at t=48 h. The overall cell and product yields on total substrate were calculated as YX/St=0.22 g g-1 and YP/St=2.23 mg g-1 in the highest rHuEPO production case.

Resumo: Biossurfactantes são compostos tensoativos produzidos por vários microrganismos, dentre esses microrganismos as leveduras se destacam por produzi-los em ampla escala. Para que a produção seja economicamente viável é sugerido o uso de fontes de carbono alternativas. O presente trabalho teve por objetivo isolar leveduras e verificar a capacidade de produção de biossurfactantes em fontes de carbono convencionais e alternativas. A partir de um consórcio microbiano enriquecido, foram isoladas sete leveduras e todas apresentaram potencial de produção de biossurfactantes em óleo de soja. O isolado LBPF 3, caracterizado como Candida antarctica, obteve o maior rendimento de produto com uma produção final de 13,86 g/L. Os isolados LBPF 7, caracterizado como Candida albicans, LBPF 9, LBPF 10, caracterizados como Candida glabrata, e LBPF 15, caracterizado como Candida albicans apresentaram potencial de produção de biossurfactantes em resíduos agroindustriais, com destaque para LBPF 9 que obteve a maior redução na tensão superficial do seu meio utilizando glicerol como substrato, aproximadamente 43% com 24 horas de incubação. A caracterização presuntiva dos isolados através da utilização de meios cromogênicos evidenciou a predominância do gênero Candida. Os produtos obtidos pelos isolados apresentaram atividade surfactante reduzindo a tensão superficial da água para valores que variaram de 34 mN/m para os produtos produzidos pelos isolados LBPF 3 e LBPF 7, a 43 mN/m para o isolado LPPF 9, utilizando glicerol como substrato. Conclui-se que o enriquecimento e posterior "screening" realizados para obtenção das leveduras foram eficientes. Os isolados demonstraram possuírem potencial para produção de biossurfactantes tanto em fontes de carbono convencionais como em resíduos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Biosurfactants are bioactive agents that can be produced by many different microorganisms. Of these, yeasts stand out since they can produce these bioproducts in large scale. For this production to be economically viable, the use of alternative carbon sources is recommended. In the present study, different yeast strains were isolated to verify their capacity for producing biosurfactants using conventional and alternative carbon sources. From a enriched microbial consortium, seven different yeasts were isolated, and all showed potential for the production of biosurfactants in soybean oil. Isolate LBPF 3, characterized as species Candida antarctica, obtained the highest production: 13.86 g/L. Isolate LBPF 7, characterized as Candida albicans, isolates LBPF 9 and LBPF 10, each characterized as Candida glabrata, and yet LBPF 15, characterized as Candida albicans, all presented potential for the production of biosurfactants in agroindustrial residue. Of these, LBPF 9 stood out by obtaining the highest reduction of surface tension in its medium, approximately 43% after 24 hours, using glycerol as substrate. Presumptive characterization of the isolates was done by chromogenic analysis and showed a predominance of the Candida genera. The products obtained by the isolates presented surfactant activity which reduced the surface tension of water to values that varied from 34 mN/m, for the product obtained from isolates LBPF 3 and LBPF 7, to 43 mN/m for the isolate LBPF 9, all using glycerol as substrate. The obtained results led to the conclusion that the processes of enrichment and posterior screening, used for obtaining the yeasts, were efficient. The assessed isolates all showed potential for the production of biosurfactants in conventional sources of carbon as well as in agroindustrial waste, especially in glycerol. Therefore, the considered... (Summary complete electronic access click below) / Orientadora: Maria Benincasa Vidotti / Coorientadora: Marcia Justino Rossini Mutton / Banca: Giovana Tommaso / Banca: Jackson Antonio Marcondes de Souza / Mestre

Submitted by Pedro Silva Filho (pfsilva@ipen.br) on 2017-10-09T14:48:07Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-10-09T14:48:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os radiofármacos são definidos como preparações farmacêuticas contendo um radionuclídeo em sua composição, são administrados intravenosamente em sua maioria, e, portanto, o cumprimento dos princípios de Boas Práticas de Fabricação (BPF) é essencial e indispensável à tais produtos. A validação de limpeza é um requisito das BPF e consiste na evidência documentada que demonstra que os procedimentos de limpeza removem os resíduos a níveis pré-determinados de aceitação, garantindo que não haja contaminação cruzada. Uma simplificação da validação dos processos de limpeza é admitida, e consiste na escolha de um produto, denominado de \"pior caso\" ou worst case, para representar a limpeza de todos os equipamentos da mesma linha de produção. Uma das etapas da validação de limpeza é o estabelecimento e validação do método analítico para quantificação do resíduo. O objetivo deste estudo foi estabelecer o pior caso para a validação de limpeza dos equipamentos de produção de reagentes liofilizados-RL para marcação com 99mTc, avaliar a utilização do teor de carbono orgânico total (COT) como indicador de limpeza dos equipamentos utilizados na fabricação dos RL, validar o método para determinação de CONP (carbono orgânico não purgável/volátil) e realizar testes de recuperação com o produto escolhido como pior caso. A escolha do produto pior caso baseou-se no cálculo de um índice denominado \"índice para pior caso - Worst Case Index (WCI)\", utilizando informações de solubilidade dos fármacos, dificuldade de limpeza dos equipamentos e taxa de ocupação dos produtos na linha de produção. O produto indicado como pior caso entre os RL foi o MIBI-TEC. Os ensaios de validação do método foram realizados utilizando-se um analisador de carbono modelo TOC-Vwp acoplado a um amostrador automático modelo ASI-V, ambos da marca Shimadzu&reg e controlados por software TOC Control-V Shimadzu&reg. Foi utilizado o método direto de quantificação do CONP. Os parâmetros avaliados na validação do método foram: conformidade do sistema, robustez, linearidade, limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), precisão (repetibilidade e precisão intermediária), e exatidão (recuperação) e foram definidos como: 4% acidificante, 2,5 mL de oxidante, tempo de integração da curva de 4,5 minutos, tempo de sparge de 3,0 minutos e linearidade na faixa de 40-1000 &mu;gL-1, com coeficiente de correlação (r) e soma residual dos mínimos quadrados (r2) &gt; 0,99 respectivamente. LD e LQ para CONP foram 14,25 ppb e 47,52 ppb, respectivamente, repetibilidade entre 0,11 4,47%; a precisão intermediária entre 0,59 a 3,80% e exatidão entre 97,05 - 102,90%. A curva analítica para Mibi mostrou-se linear na faixa de 100-800 &mu;gL-1, com r e r2 &gt; 0,99, apresentando parâmetros similares aos das curvas analíticas de CONP. Os resultados obtidos neste estudo demonstraram que a abordagem do pior caso para validação de limpeza é um meio simples e eficaz para diminuir a complexidade e morosidade do processo de validação, além de proporcionar uma redução nos custos envolvidos nestas atividades. Todos os resultados obtidos nos ensaios de validação de método CONP atenderam as exigências e especificações preconizadas pela norma RE 899/2003 da ANVISA para considerar a metodologia validada. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

O hidrogênio (H2) produzido a partir de microrganismos fotossintetizantes (microalgas e cianobactérias) é considerado um vetor energético sustentável do ponto de vista ambiental. Quando comparado a outras formas de produção são encontradas limitações técnicas e econômicas principalmente pela geração de pequenos volumes de gás e pela inexistência de um ciclo de vida completo que assegure a produção contínua de H2 por esses organismos. Nesse sentido, o presente projeto teve por propósito avaliar a capacidade de produção de H2, sob condições mixotróficas, em três estirpes de cianobactérias: Anabaena sp. UTEX 1448, Anabaena sp. PCC7120 (selvagem) e Anabaena sp. PCC 7120 &Delta;hypF (mutante). O primeiro capítulo tratou da otimização de biomassa da estirpe UTEX 1448, utilizando meio de cultura BG-11 (Rippka, 1979), em condições controladas de pH (10,2), temperatura (32 ºC), radiação (30 &micro;mol.m-2.s-1), com cinco diferentes substratos orgânicos (ácido lático, glicerol, glicose, frutose e sacarose), em três concentrações de carbono (0,20; 0,52 e 0,84 gC.L-1). No segundo capítulo, investigou-se a produção de H2, pelas enzimas hidrogenase bidirecional, de assimilação e nitrogenase, com medições in vivo, a partir do uso do eletrodo de H2 (Hansatech, Ltd) e análises de clorofila a, proteínas (Western Immunoblotting) e géis de poliacrilamida desnaturantes. Os ensaios de H2 foram realizados para as três estirpes, em triplicata, com réplicas biológicas nos dias 0h, 24h, 48h, 72h e 7 dias, após passagem das culturas de condições não fixadoras de nitrogênio para condições fixadoras de H2, considerando a condição otimizada encontrada no Capítulo 1. Utilizou-se BG-11 para aumento da densidade celular em níveis que viabilizassem a realização dos ensaios e BG-110 (sem nitrato) para estímulo à diferenciação celular em heterocistos, estrutura importante por conter a enzima nitrogenase, diretamente relacionada à geração de H2. A fonte de carbono orgânico frutose a 0,84 gC.L-1 foi a condição otimizada encontrada, com produtividade de biomassa de 190 ± 18 mg.L-1.dia-1 (Anova, Tukey, p < 0,05). A estirpe mutante não cresceu nas condições otimizadas do cultivo e consequentemente não foi possível quantificar a geração de H2. Em fase clara, aos 7 dias, a maior produtividade de H2 foi de 0,50 ± 0,38 &micro;molH2.mg clorofila a-1.h-1 para a cepa PCC 7120 (selvagem) e na fase escura obteve-se produtividade média de H2 de 0,147 ± 0,00 &micro;molH2.mg clorofila a-1.h-1, ao dia 0 (0h) para a estirpe UTEX 1448. / Hydrogen (H2) produced from photosynthetic microorganisms (microalgae and cyanobacteria) is considered an environmentally sustainable energy vector. When compared to other production ways, some technical and economic limitations are found mainly because of the small amount of gas generated and also due the lack of a complete life cycle that assures the constant generation of hydrogen by these organisms. Regarding to this, the following study intended to evaluate the capacity of hydrogen production under mixotrophic conditions in three cyanobacteria strains: Anabaena sp. UTEX 1448, Anabaena sp. PCC7120 (wild type) and Anabaena sp. PCC 7120 &Delta;hypF (mutant). The first chapter refers to the optimization of the biomass of the UTEX1448 strain, using BG-11 as a mean of culture (Rippka, 1979) under controlled conditions of pH (10,2), radiation (30 &micro;mol.m-2.s-1), temperature (32ºC), with no photoperiod, five different organic substrates (lactic acid, glycerol, glucose, fructose and sucrose) in three different carbon concentrations (0.20, 0.52 and 0.84 gC.L-1). The second chapter investigated the hydrogen production by the bidirectional hydrogenases enzymes, by uptake and nitrogenase, with in vivo measurements using the hydrogen electrode (Hansatech, Ltd), chlorophyll a and proteins analyses (Western Immunoblotting and SDS-Polyacrylamide gels). The H2 assays were performed for the three strains, in triplicate, with biological replicates on days 0h, 24h, 48h, 72h and 7 days, considering the optimized condition found in Chapter 1. BG-11 medium was used to increase cell density at levels that would be viable to perform the tests and BG-110 (without nitrate) to stimulate cell differentiation in heterocysts, an important structure that contains the nitrogenase enzyme, directly related to H2 generation. The source of organic carbon fructose at 0.84 gC.L-1 was the optimized condition found, with biomass productivity of 190 ± 18 mg.L-1.day-1 (ANOVA, Tukey, p < 0.05). The mutant strain did not grow under optimized culture conditions and consequently it was not possible to quantify H2 generation. In the light phase, at 7 days, the highest yield of hydrogen was 0.50 ± 0.38 &micro;molH2.mg chlorophyll a-1.h-1 for the strain PCC 7120 (wild) and in the dark phase yielded average productivity of hydrogen from 0.147 ± 0 &micro;molH2.mg chlorophyll a-1.h-1, at day 0 (0h) for strain UTEX 1448.

Em Janeiro de 2001, um supercondutor totalmente novo foi apresentado por Nagamatsu, o diboreto de magnésio (MgB2), com uma temperatura crítica, Tc, surpreendentemente alta de 39 K. Atualmente, o MgB2 é considerado o condutor de alto campo do futuro. É claramente aceito que os valores excepcionais de altos campos magnético crítico superior, Hc2, (Hc2 + (0) ? 40 T para Tc ? 35 - 40 K) mostram que o MgB2 é capaz de substituir o Nb3Sn (Hc2 (0) ? 30 T para Tc ? 18 K) como a escolha para aplicações de altos campos magnéticos. Neste trabalho foram preparadas pastilhas supercondutoras de MgB2 utilizando adições de diboretos metálicos de ZrB2, TaB2, VB2 e AlB2 e adições simultâneas de diboretos metálicos e fontes diversas de carbono, como carbeto de silício, grafite e nanotubos de carbono. O objetivo da adição desses novos elementos foi criar mecanismos para melhorar a capacidade de transporte do material, tanto pela dopagem substitucional como pela geração de defeitos na matriz supercondutora, atuando como eficientes centros de aprisionamento das linhas de fluxo magnético. Para isso foram utilizados dois diferentes métodos de preparação de amostras, insitu e ex-situ. O método de preparação in-situ seguiu padrões convencionais, como mistura em moinho de bola e tratamento térmico em fluxo de argônio. Para a preparação das amostras utilizando-se o método ex-situ foram utilizadas técnicas mais sofisticadas, como moagem de alta energia e tratamento térmico em altas pressões (Hot Isostatic Press, HIP). Em geral, as adições dos diboretos metálicos melhoraram a capacidade de transporte do material em baixos campos, as fontes de carbono aumentaram os valores de densidade de corrente crítica em altos campos magnéticos, enquanto que as combinações das duas adições melhoram a capacidade de transporte, para algumas amostras, em toda a faixa de campo magnético medida. / In January 2001, a new superconductor was presented by Nagamatsu, the magnesium diboride (MgB2), with a critical temperature, Tc, extremely high of 39 K. MgB2 is considered the high field conductor of the future. The exceptional high values of upper critical magnetic field, Hc2, (Hc2 + (0) ? 40 T for Tc ? 35 - 40 K) show that the MgB2 is able to replace the Nb3Sn (Hc2 (0) ? 30 T for Tc ? 18 K) as the choice for applications in high magnetic fields. In this work, superconducting pellets of MgB2 were prepared with addition of other metal diborides of ZrB2, TaB2, VB2, and AlB2, and simultaneous additions of metal diborides and different carbon sources, such as silicon carbide, graphite and carbon nanotubes. The objective of these additions of new elements was to create mechanisms to improve the transport capacity of the material, by substitutional doping and by generation of defects in the superconducting matrix, acting as effective pinning centers of magnetic flux lines. Two different methods for sample preparation were used, the in-situ and the ex-situ method. The in-situ preparation method followed conventional standards, such as powder mixing in a ball mill and heat treatment in argon flow. The ex-situ preparation method used more sophisticated techniques, such as high energy ball milling and heat treatment under high pressures (Hot Isostatic Press, HIP). In general, the additions of metal diborides improved the transport capacity of the material at low fields, the carbon sources increased the critical current density at high magnetic fields, whereas the combination of these two additions improved the transport capacity, for some samples, in all range of applied magnetic field.

Em Janeiro de 2001, um supercondutor totalmente novo foi apresentado por Nagamatsu, o diboreto de magnésio (MgB2), com uma temperatura crítica, Tc, surpreendentemente alta de 39 K. Atualmente, o MgB2 é considerado o condutor de alto campo do futuro. É claramente aceito que os valores excepcionais de altos campos magnético crítico superior, Hc2, (Hc2 + (0) ? 40 T para Tc ? 35 - 40 K) mostram que o MgB2 é capaz de substituir o Nb3Sn (Hc2 (0) ? 30 T para Tc ? 18 K) como a escolha para aplicações de altos campos magnéticos. Neste trabalho foram preparadas pastilhas supercondutoras de MgB2 utilizando adições de diboretos metálicos de ZrB2, TaB2, VB2 e AlB2 e adições simultâneas de diboretos metálicos e fontes diversas de carbono, como carbeto de silício, grafite e nanotubos de carbono. O objetivo da adição desses novos elementos foi criar mecanismos para melhorar a capacidade de transporte do material, tanto pela dopagem substitucional como pela geração de defeitos na matriz supercondutora, atuando como eficientes centros de aprisionamento das linhas de fluxo magnético. Para isso foram utilizados dois diferentes métodos de preparação de amostras, insitu e ex-situ. O método de preparação in-situ seguiu padrões convencionais, como mistura em moinho de bola e tratamento térmico em fluxo de argônio. Para a preparação das amostras utilizando-se o método ex-situ foram utilizadas técnicas mais sofisticadas, como moagem de alta energia e tratamento térmico em altas pressões (Hot Isostatic Press, HIP). Em geral, as adições dos diboretos metálicos melhoraram a capacidade de transporte do material em baixos campos, as fontes de carbono aumentaram os valores de densidade de corrente crítica em altos campos magnéticos, enquanto que as combinações das duas adições melhoram a capacidade de transporte, para algumas amostras, em toda a faixa de campo magnético medida. / In January 2001, a new superconductor was presented by Nagamatsu, the magnesium diboride (MgB2), with a critical temperature, Tc, extremely high of 39 K. MgB2 is considered the high field conductor of the future. The exceptional high values of upper critical magnetic field, Hc2, (Hc2 + (0) ? 40 T for Tc ? 35 - 40 K) show that the MgB2 is able to replace the Nb3Sn (Hc2 (0) ? 30 T for Tc ? 18 K) as the choice for applications in high magnetic fields. In this work, superconducting pellets of MgB2 were prepared with addition of other metal diborides of ZrB2, TaB2, VB2, and AlB2, and simultaneous additions of metal diborides and different carbon sources, such as silicon carbide, graphite and carbon nanotubes. The objective of these additions of new elements was to create mechanisms to improve the transport capacity of the material, by substitutional doping and by generation of defects in the superconducting matrix, acting as effective pinning centers of magnetic flux lines. Two different methods for sample preparation were used, the in-situ and the ex-situ method. The in-situ preparation method followed conventional standards, such as powder mixing in a ball mill and heat treatment in argon flow. The ex-situ preparation method used more sophisticated techniques, such as high energy ball milling and heat treatment under high pressures (Hot Isostatic Press, HIP). In general, the additions of metal diborides improved the transport capacity of the material at low fields, the carbon sources increased the critical current density at high magnetic fields, whereas the combination of these two additions improved the transport capacity, for some samples, in all range of applied magnetic field.