"Brownfields" are real estate property with subsurface or surface contamination. The redevelopment of Brownfields is required to clean, improve and protect the environment. Piles foundations are often used in Brownfields to support structures. Regulators are concerned about the environmental safety of pile foundations in Brownfields sites. Piling in Brownfields may lead to transport of contaminants from the contaminated region to the underground aquifers. The purpose of this investigation is to determine the potential for contaminant transport due to pile foundation in Brownfields. This investigation is an extension of previous research conducted at the University of New Orleans and ascertains the potential for contaminant transport from concrete piles of different shape, depth of penetration and method of installation. The results of large scale model tests and Finite Element studies are presented. The investigation indicates the possibility of contamination only in selected cases of piles.

A produção in vitro (PIV) de embriões bovinos é uma das biotécnicas de reprodução que mais evoluíram nas últimas duas décadas. No Brasil, a associação com a técnica de aspiração folicular guiada por ultra-som determinou uma significativa disseminação do uso comercial da PIV. A produção em larga escala de embriões PIV associada à dificuldade em criopreservá-los, determinou que um número significativo desses embriões passasse a ser descartado nas atividades de campo, gerando prejuízos aos produtores e técnicos envolvidos no processo. Os experimentos realizados no âmbito desta tese tiveram como objetivo identificar e propor soluções para um aproveitamento mais eficiente dos ovócitos e embriões PIV. Em virtude da qualidade dos embriões poder ser influenciada pelo sistema de produção in vitro, foi realizado um experimento (Capítulo 1) para determinar a capacidade dos embriões derivados de dois sistemas de PIV em resistir à vitrificação. Entretanto, nas condições testadas, não foram verificadas influências significativas do efeito do sistema de PIV. No segundo experimento (Capítulo 2), buscou-se identificar a influência da solução crioprotetora sobre a taxa de sobrevivência embrionária in vitro e in vivo. Os resultados obtidos revelaram um efeito significativo da solução de vitrificação sobre a sobrevivência in vitro, por outro lado as taxas de prenhez foram semelhantes. Estes resultados também comprovaram a viabilidade do método de transferência direta desenvolvido neste experimento. Finalmente, em um terceiro grupo de experimentos (Capítulo 3), foi determinada a viabilidade da vitrificação de ovócitos imaturos usando duas estratégias de resfriamento. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos. Entretanto, a obtenção de produtos nascidos de embriões vitrificados, derivados de ovócitos imaturos vitrificados, confirma a viabilidade de criopreservação desses ovócitos como alternativa para programação das atividades de PIV. / The in vitro production (IVP) of bovine embryos has achieved an important development during the last two decades. In Brazil the large scale use of the follicular aspiration guided by ultrasonography has determined a significant improvement in the in vitro embryo production as a commercial tool. The difficulties to cryopreserve bovine oocytes and IVP embryos are at the moment the greatest barrier impairing the efficient application of this reproductive biotechnology which results in the disposal of large numbers of bovine IVP embryos. Considering these factors, this Thesis aimed to highlight new approaches to reduce embryo disposal and improve the pregnancies rates after the cryopreservation of bovine immature oocytes and IVP blastocysts. The first experiment (Chapter 1) was designed to observe the cryotolorance of embryos produced by two different IVP systems. The tested in-vitro systems did not show differences in the cryotolerance by in vitro production system. A second experiment (Chapter 2), was carried out to determine in vitro and in vivo embryo survival rates of IVP blastocysts cryopreserved using different vitrifications solutions. The results showed a significant vitrification solution effect on in vitro survival, however, when in vivo, the pregnancy rates were not different. This experiment also verified the feasibility of the direct transfer method for vitrified embryos. Finally, in a third experiment (Chapter 3) the viability of the vitrification of immature oocytes was determined using two cooling strategies. Differences among the treatments were not observed. However, calves born from the transfer of vitrified embryos, derived from vitrified immature oocytes, highlighted that the increase in cryopreservation efficiency of immature oocytes may be an important alternative to improve the IVP commercial application.

A produção in vitro (PIV) de embriões bovinos é uma das biotécnicas de reprodução que mais evoluíram nas últimas duas décadas. No Brasil, a associação com a técnica de aspiração folicular guiada por ultra-som determinou uma significativa disseminação do uso comercial da PIV. A produção em larga escala de embriões PIV associada à dificuldade em criopreservá-los, determinou que um número significativo desses embriões passasse a ser descartado nas atividades de campo, gerando prejuízos aos produtores e técnicos envolvidos no processo. Os experimentos realizados no âmbito desta tese tiveram como objetivo identificar e propor soluções para um aproveitamento mais eficiente dos ovócitos e embriões PIV. Em virtude da qualidade dos embriões poder ser influenciada pelo sistema de produção in vitro, foi realizado um experimento (Capítulo 1) para determinar a capacidade dos embriões derivados de dois sistemas de PIV em resistir à vitrificação. Entretanto, nas condições testadas, não foram verificadas influências significativas do efeito do sistema de PIV. No segundo experimento (Capítulo 2), buscou-se identificar a influência da solução crioprotetora sobre a taxa de sobrevivência embrionária in vitro e in vivo. Os resultados obtidos revelaram um efeito significativo da solução de vitrificação sobre a sobrevivência in vitro, por outro lado as taxas de prenhez foram semelhantes. Estes resultados também comprovaram a viabilidade do método de transferência direta desenvolvido neste experimento. Finalmente, em um terceiro grupo de experimentos (Capítulo 3), foi determinada a viabilidade da vitrificação de ovócitos imaturos usando duas estratégias de resfriamento. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos. Entretanto, a obtenção de produtos nascidos de embriões vitrificados, derivados de ovócitos imaturos vitrificados, confirma a viabilidade de criopreservação desses ovócitos como alternativa para programação das atividades de PIV. / The in vitro production (IVP) of bovine embryos has achieved an important development during the last two decades. In Brazil the large scale use of the follicular aspiration guided by ultrasonography has determined a significant improvement in the in vitro embryo production as a commercial tool. The difficulties to cryopreserve bovine oocytes and IVP embryos are at the moment the greatest barrier impairing the efficient application of this reproductive biotechnology which results in the disposal of large numbers of bovine IVP embryos. Considering these factors, this Thesis aimed to highlight new approaches to reduce embryo disposal and improve the pregnancies rates after the cryopreservation of bovine immature oocytes and IVP blastocysts. The first experiment (Chapter 1) was designed to observe the cryotolorance of embryos produced by two different IVP systems. The tested in-vitro systems did not show differences in the cryotolerance by in vitro production system. A second experiment (Chapter 2), was carried out to determine in vitro and in vivo embryo survival rates of IVP blastocysts cryopreserved using different vitrifications solutions. The results showed a significant vitrification solution effect on in vitro survival, however, when in vivo, the pregnancy rates were not different. This experiment also verified the feasibility of the direct transfer method for vitrified embryos. Finally, in a third experiment (Chapter 3) the viability of the vitrification of immature oocytes was determined using two cooling strategies. Differences among the treatments were not observed. However, calves born from the transfer of vitrified embryos, derived from vitrified immature oocytes, highlighted that the increase in cryopreservation efficiency of immature oocytes may be an important alternative to improve the IVP commercial application.

A produção in vitro (PIV) de embriões bovinos é uma das biotécnicas de reprodução que mais evoluíram nas últimas duas décadas. No Brasil, a associação com a técnica de aspiração folicular guiada por ultra-som determinou uma significativa disseminação do uso comercial da PIV. A produção em larga escala de embriões PIV associada à dificuldade em criopreservá-los, determinou que um número significativo desses embriões passasse a ser descartado nas atividades de campo, gerando prejuízos aos produtores e técnicos envolvidos no processo. Os experimentos realizados no âmbito desta tese tiveram como objetivo identificar e propor soluções para um aproveitamento mais eficiente dos ovócitos e embriões PIV. Em virtude da qualidade dos embriões poder ser influenciada pelo sistema de produção in vitro, foi realizado um experimento (Capítulo 1) para determinar a capacidade dos embriões derivados de dois sistemas de PIV em resistir à vitrificação. Entretanto, nas condições testadas, não foram verificadas influências significativas do efeito do sistema de PIV. No segundo experimento (Capítulo 2), buscou-se identificar a influência da solução crioprotetora sobre a taxa de sobrevivência embrionária in vitro e in vivo. Os resultados obtidos revelaram um efeito significativo da solução de vitrificação sobre a sobrevivência in vitro, por outro lado as taxas de prenhez foram semelhantes. Estes resultados também comprovaram a viabilidade do método de transferência direta desenvolvido neste experimento. Finalmente, em um terceiro grupo de experimentos (Capítulo 3), foi determinada a viabilidade da vitrificação de ovócitos imaturos usando duas estratégias de resfriamento. Não foram observadas diferenças entre os tratamentos. Entretanto, a obtenção de produtos nascidos de embriões vitrificados, derivados de ovócitos imaturos vitrificados, confirma a viabilidade de criopreservação desses ovócitos como alternativa para programação das atividades de PIV. / The in vitro production (IVP) of bovine embryos has achieved an important development during the last two decades. In Brazil the large scale use of the follicular aspiration guided by ultrasonography has determined a significant improvement in the in vitro embryo production as a commercial tool. The difficulties to cryopreserve bovine oocytes and IVP embryos are at the moment the greatest barrier impairing the efficient application of this reproductive biotechnology which results in the disposal of large numbers of bovine IVP embryos. Considering these factors, this Thesis aimed to highlight new approaches to reduce embryo disposal and improve the pregnancies rates after the cryopreservation of bovine immature oocytes and IVP blastocysts. The first experiment (Chapter 1) was designed to observe the cryotolorance of embryos produced by two different IVP systems. The tested in-vitro systems did not show differences in the cryotolerance by in vitro production system. A second experiment (Chapter 2), was carried out to determine in vitro and in vivo embryo survival rates of IVP blastocysts cryopreserved using different vitrifications solutions. The results showed a significant vitrification solution effect on in vitro survival, however, when in vivo, the pregnancy rates were not different. This experiment also verified the feasibility of the direct transfer method for vitrified embryos. Finally, in a third experiment (Chapter 3) the viability of the vitrification of immature oocytes was determined using two cooling strategies. Differences among the treatments were not observed. However, calves born from the transfer of vitrified embryos, derived from vitrified immature oocytes, highlighted that the increase in cryopreservation efficiency of immature oocytes may be an important alternative to improve the IVP commercial application.

Cryopreservation is currently the universal method for embryo storage, transport, sanitary control and trading. The conventional bovine embryo freezing method still has some drawbacks such as the freezing period and costs of the freezing equipment. In order to decrease costs and time, the effect of thealose on ultra-rapid freezing with ethylene glycol was evaluated. Ninety seven in vivo produced bovine embryos were randomly distributed in two treatments for ultra-rápid deep freezing with 3.M ethylene glycol (T1; n= 46) and 3.M ethylene glycol + 0.3M trehalose (T2; n= 51). In T1, embryos were exposed to a 3.0M ethylene glycol in Emcare® (ICP) holding media and in T2 to a 3.0M ethylene glycol plus 0.3M trehalose in Emcare® holding media. Embryos of both treatments were kept for 2 minutes in the freezing solutions; loaded in 0,25cc straws and there after they were exposed to N2 vapor during 20 seconds to be plunged immediately into liquid nitrogen. After thawing, embryos were transferred to previously synchronized recipients resulting at 28 days in 7 (15.21%) pregnancies in T1 and also 7 (13.72%) in T2. No significant difference was detected between treatments (P>0.05). The trehalose and ethylene glycol solution is suitable for direct transfer of bovine embryos. However, the conception rate obtained in this study do not allow its indication for commercial embryo freezing. / A criopreservação tem fundamental importância na armazenagem, transporte, controle sanitário e comércio de embriões. O método de congelamento rápido convencional de embriões bovinos ainda apresenta entraves como o tempo de execução e o alto valor comercial do equipamento. Com a finalidade de minimizar tempo de congelamento e os custos, avaliou-se o efeito da trealose no congelamento ultra-rápido de embriões bovinos com etilenoglicol. Noventa e sete (n=97) embriões bovinos produzidos in vivo foram congelados pelo método ultra-rápido com 3,0M de etilenoglicol e 3,0M de etilenoglicol + 0,3M de trealose. Os embriões foram distribuídos aleatóriamente em dois tratamentos. No tratamento 1 (T1) quarenta e seis (n= 46) embriões foram expostos à solução de 3,0M de etilenoglicol em solução de manutenção Emcare®(ICP) e cinqüenta e um (n= 51) embriões foram congelados com 3,0M de etilenoglicol associado a 0,3M de trealose em solução de manutenção Emcare®. Os embriões foram mantidos na solução de congelamento por 2 minutos, envasados em palhetas de 025cc, expostos ao vapor de nitrogênio por 20 segundos e submersos no nitrogênio líquido. Após o descongelamento, os embriões foram transferidos para receptoras previamente sincronizadas, resultando aos 28 dias, em 7 (15,21%) gestações no T1 e 7 (13,72%) no T2. Não houve diferença (P>0,05) entre os tratamentos. O acréscimo de trealose ao etilenoglicol mostrou-se viável para a transferência direta dos embriões, porém o índice de concepção obtido ainda não permite sua indicação no congelamento comercial de embriões bovinos.

Atualmente, aplicações de nanopartículas de magnetita (NPs-Fe3O4) têm sido comumente reportadas em inúmeros trabalhos descritos na literatura. Catálise, ferrofluidos e dispositivos de armazenamento de dados são algumas delas. Além disso, aplicações biomédicas têm sido demonstradas. Para esse último, têm-se os exemplos de magneto-hipertermia, liberação controlada de fármacos, agente de contraste em imagens de ressonância magnética e o controle de reações bioeletrocatalíticas envolvendo enzimas redox. Nesta tese, NPs-Fe3O4 foram aplicadas em duas vertentes inéditas. Dessa forma, tendo em vista uma melhor compreensão, a sua escrita foi dividida em dois capítulos, nos quais abordam separadamente cada uma dessas vertentes. O primeiro capítulo descreve a obtenção, modificação e funcionalização de NPs-Fe3O4 a afim de usá-las como uma plataforma para a imobilização do citocromo c (Cyt c); uma proteína redox de comportamento modelo dotada de um grupo prostético heme em sua estrutura terciária. Em seguida, após um efetivo processo de imobilização do Cyt c sobre as NPs-Fe3O4 com superfície modificada, o uso de um campo magnético externo possibilitou a deposição do mesmo na interface eletródica, estabelecendo a reação de transferência direta de elétrons entre o grupo heme e a superfície metálica do eletrodo de trabalho. Além disso, por meio da permuta entre os estados comutáveis switch on e switch off, obteve-se o controle magnético comutável da reação de transferência direta de elétrons do Cyt c quando imobilizado na superfície das NPs-Fe3O4 com superfície modificada. Já para o segundo capítulo, NPs-Fe3O4 foram utilizadas como adesivo magnético a fim de capturar nanoestruturas metálicas hollow (nanocages bimetálicos de Au/Ag) dispersas em suspensão aquosa. Dessa forma, por meio da influência de um campo magnético constante, os aglomerados formados entre esses dois nanomateriais foram depositados sobre uma máscara litográfica, levando a formação de padrões de litografia magnética dispostos sobre a superfície de um substrato de ITO (vidro recoberto com óxido de estanho dopado com índio). Imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) comprovaram que a metodologia utilizada para o preparo dos padrões litográficos foi eficaz, apresentando um alto rendimento na obtenção dos mesmos. Além disso, realizou-se com sucesso o mapeamento químico de infravermelho dos padrões litográficos dispostos sobre o ITO. Para isso, empregou-se como alvo os modos vibracionais do polímero polivinilpirrolidona (PVP) utilizado na funcionalização dos nanocages bimetálicos de Au/Ag. Por fim, acredita-se que os padrões litográficos arranjados em macroescala, juntamente com os aglomerados de nanocages bimetálicos alinhados na forma de microfios, possuem potencial aplicação em estudos de espectroscopia de absorção no infravermelho intensificado por superfície (SEIRA). / Currently, applications of magnetite nanoparticles (Fe3O4-NPs) have been commonly reported in many studies in the literature. Catalysis, ferrofluids and data storage devices are some of them. Moreover, biomedical applications have been demonstrated. For the latter, there are the following examples, such as magneto-hyperthermia, controlled release of drugs and the control of bioelectrocatalysis of the enzymatic reactions. In this thesis, Fe3O4-NPs were used in two new applications. Therefore, towards a better understanding its writing was divided into two chapters, which each one of them reports separately these two applications. The first chapter describes the synthesis, modification and functionalization of Fe3O4-NPs in order to use them as a platform for the immobilization of cytochrome c (Cyt c); model redox protein which possess a heme prosthetic group in its tertiary structure. Then, after an effective immobilization of Cyt c on surface-modified Fe3O4-NPs, the use of an external magnetic field permitted the deposition of this redox protein on the electrode interface, establishing the reaction of direct electron transfer between heme prosthetic group and the metallic surface of the working electrode. Furthermore, by the exchange between ON and OFF switch modes was obtained the magnetic control of the direct electron transfer of Cyt c when immobilized on the surface-modified Fe3O4-NPs. For the second chapter, Fe3O4-NPs were used as magnetic adhesive to capture hollow metallic nanostructures (Au-Ag bimetallic nanocages) dispersed in aqueous suspension. Thus, by use of a constant magnetic field, the agglomerates formed between these two nanomaterials were deposited on a lithographic mask, leading to formation of magnetolithograph patterns on the surface of ITO substrate (glass coated with oxide tin-doped indium). Scanning electron microscopy images (SEM) showed that the methodology used for the high-yield preparation of lithographicpatterns was effective. Furthermore, the FTIR chemical mapping of the lithographic patterns arranged on the ITO\'s surface was successfully performed. For this, the CH2 and C-N, C=O vibrational modes of the polyvinylpyrrolidone polymer (PVP) used for the functionalization of Au-Ag bimetallic nanocages were employed as target. Finally, we believed that magnetolithograph patterns arranged in microscale on the ITO surface, and also the clusters of the bimetallic nanocages aligned as micro-wires show potential application in surface-enhanced infrared absorption (SEIRA).

Atualmente, aplicações de nanopartículas de magnetita (NPs-Fe3O4) têm sido comumente reportadas em inúmeros trabalhos descritos na literatura. Catálise, ferrofluidos e dispositivos de armazenamento de dados são algumas delas. Além disso, aplicações biomédicas têm sido demonstradas. Para esse último, têm-se os exemplos de magneto-hipertermia, liberação controlada de fármacos, agente de contraste em imagens de ressonância magnética e o controle de reações bioeletrocatalíticas envolvendo enzimas redox. Nesta tese, NPs-Fe3O4 foram aplicadas em duas vertentes inéditas. Dessa forma, tendo em vista uma melhor compreensão, a sua escrita foi dividida em dois capítulos, nos quais abordam separadamente cada uma dessas vertentes. O primeiro capítulo descreve a obtenção, modificação e funcionalização de NPs-Fe3O4 a afim de usá-las como uma plataforma para a imobilização do citocromo c (Cyt c); uma proteína redox de comportamento modelo dotada de um grupo prostético heme em sua estrutura terciária. Em seguida, após um efetivo processo de imobilização do Cyt c sobre as NPs-Fe3O4 com superfície modificada, o uso de um campo magnético externo possibilitou a deposição do mesmo na interface eletródica, estabelecendo a reação de transferência direta de elétrons entre o grupo heme e a superfície metálica do eletrodo de trabalho. Além disso, por meio da permuta entre os estados comutáveis switch on e switch off, obteve-se o controle magnético comutável da reação de transferência direta de elétrons do Cyt c quando imobilizado na superfície das NPs-Fe3O4 com superfície modificada. Já para o segundo capítulo, NPs-Fe3O4 foram utilizadas como adesivo magnético a fim de capturar nanoestruturas metálicas hollow (nanocages bimetálicos de Au/Ag) dispersas em suspensão aquosa. Dessa forma, por meio da influência de um campo magnético constante, os aglomerados formados entre esses dois nanomateriais foram depositados sobre uma máscara litográfica, levando a formação de padrões de litografia magnética dispostos sobre a superfície de um substrato de ITO (vidro recoberto com óxido de estanho dopado com índio). Imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) comprovaram que a metodologia utilizada para o preparo dos padrões litográficos foi eficaz, apresentando um alto rendimento na obtenção dos mesmos. Além disso, realizou-se com sucesso o mapeamento químico de infravermelho dos padrões litográficos dispostos sobre o ITO. Para isso, empregou-se como alvo os modos vibracionais do polímero polivinilpirrolidona (PVP) utilizado na funcionalização dos nanocages bimetálicos de Au/Ag. Por fim, acredita-se que os padrões litográficos arranjados em macroescala, juntamente com os aglomerados de nanocages bimetálicos alinhados na forma de microfios, possuem potencial aplicação em estudos de espectroscopia de absorção no infravermelho intensificado por superfície (SEIRA). / Currently, applications of magnetite nanoparticles (Fe3O4-NPs) have been commonly reported in many studies in the literature. Catalysis, ferrofluids and data storage devices are some of them. Moreover, biomedical applications have been demonstrated. For the latter, there are the following examples, such as magneto-hyperthermia, controlled release of drugs and the control of bioelectrocatalysis of the enzymatic reactions. In this thesis, Fe3O4-NPs were used in two new applications. Therefore, towards a better understanding its writing was divided into two chapters, which each one of them reports separately these two applications. The first chapter describes the synthesis, modification and functionalization of Fe3O4-NPs in order to use them as a platform for the immobilization of cytochrome c (Cyt c); model redox protein which possess a heme prosthetic group in its tertiary structure. Then, after an effective immobilization of Cyt c on surface-modified Fe3O4-NPs, the use of an external magnetic field permitted the deposition of this redox protein on the electrode interface, establishing the reaction of direct electron transfer between heme prosthetic group and the metallic surface of the working electrode. Furthermore, by the exchange between ON and OFF switch modes was obtained the magnetic control of the direct electron transfer of Cyt c when immobilized on the surface-modified Fe3O4-NPs. For the second chapter, Fe3O4-NPs were used as magnetic adhesive to capture hollow metallic nanostructures (Au-Ag bimetallic nanocages) dispersed in aqueous suspension. Thus, by use of a constant magnetic field, the agglomerates formed between these two nanomaterials were deposited on a lithographic mask, leading to formation of magnetolithograph patterns on the surface of ITO substrate (glass coated with oxide tin-doped indium). Scanning electron microscopy images (SEM) showed that the methodology used for the high-yield preparation of lithographicpatterns was effective. Furthermore, the FTIR chemical mapping of the lithographic patterns arranged on the ITO\'s surface was successfully performed. For this, the CH2 and C-N, C=O vibrational modes of the polyvinylpyrrolidone polymer (PVP) used for the functionalization of Au-Ag bimetallic nanocages were employed as target. Finally, we believed that magnetolithograph patterns arranged in microscale on the ITO surface, and also the clusters of the bimetallic nanocages aligned as micro-wires show potential application in surface-enhanced infrared absorption (SEIRA).