Os Cubozoa são animais de águas tropicais e subtropicais ao redor do mundo. A cubomedusa Chiropsalmus cf. quadrumanus (Cubozoa: Chiropsalmidae) habita na costa Atlântica americana entre os 35°N e 27°S, uma área com barreiras putativas que poderiam impedir a distribuição contínua de C. cf. quadrumanus, tornando-se um modelo interessante para estudos de estrutura populacional e filogeografia. O objetivo deste trabalho foi analisar a estrutura haplotípica de quatro populações da C. cf. quadrumanus da costa brasileira. Nossas análises foram baseadas nos marcadores mitocondriais COI e 16S e a região nuclear ITS de 40 indivíduos provenientes de Ceará (03°43S 038°29W); Rio de Janeiro (22°37S 041°54W); São Paulo (23°26S 45°04 W) e Paraná (25°41\'S 048°25\'W), assim como por estudos morfométricos de 5 indivíduos de cada população. Análises filogenéticas e de redes de haplótipos de cada marcador revelaram uma profunda divergência gênica entre duas linhagens, Ceará - São Paulo e Rio de Janeiro - Paraná, dados estes corroborados por alguns caracteres das analises morfométricas. Nossos resultados sugerem que a espécie Chiropsalmus cf. quadrumanus é um complexo de espécies resultado da combinação entre taxonomia conservadora e especiação críptica. Estudos mais abrangentes que contenham espécimes de outros pontos da costa brasileira, incluída a localidade tipo (Santa Catarina, Müller, 1859), poderão verificar a existência de outras possíveis espécies crípticas e ampliar o conhecimento sobre a distribuição das duas linhagens encontradas neste estudo. As conseqüências taxonômicas do presente trabalho são importantes e ainda deverão ser trabalhadas. A falta de informação sobre a espécie, em conjunto com atitudes taxonômicas conservadoras e eventos de especiação críptica, não nos permitem delimitar as novas espécies com clareza. De qualquer maneira, nossos resultados revelam que há um complexo de espécies com o nome Chiropsalmus quadrumanus no Atlântico Americano. O presente trabalho constitui o primeiro estudo filogeográfico para qualquer espécie de cubozoário. / Cubozoans live in tropical and subtropical waters around the world. Chiropsalmus cf. quadrumanus (Cubozoa: Chiropsalmidae) inhabits the Atlantic coast of America between 35°N and 27°S, an area with putative barriers that could prevent the continuous distribution of C. cf. quadrumanus, turning the species an interesting model to study population structure and phylogeography. The aim of this work was to analyze the haplotype structure of four populations of C. cf. quadrumanus from the Brazilian coast. We carried out our analyses based on the COI and 16S mitochondrial markers and the nuclear ITS region of 40 individuals from Ceará (03°43S 038°29W); Rio de Janeiro (22°37S 041°54W); São Paulo (23°26S 45°04 W) and Paraná (25°41\'S 048°25\'W), as well by morphometric surveys of 5 individuals from each population. Phylogenetic and haplotype network analyses of each marker reveled a deep genetic divergence between two lineages, Ceará - São Paulo and Rio de Janeiro - Paraná, this data were corroborated by some characters of the morphometrical analyses. Our results suggest that the species Chiropsalmus cf. quadrumanus is a complex of species resulting of the mixture of over-conservative taxonomy and cryptic speciation. More inclusive studies containing specimens from other points of the Brazilian coast, including the type locality (Santa Catarina, Müller, 1859),could verify the existence of other possible cryptic species and increase the knowledge about the distribution of the two lineages found in this study. The taxonomic consequences of this survey are important and should be overwrought. Lack of information about the species, conservative taxonomic attitudes and cryptic speciation events prevent us to delimit new species clearly. However, our results revealed a species complex named Chiropsalmus quadrumanus in the Atlantic coast of America. The present work represents the first phylogeographic approach of any cubozoan species.

Orientadores: Marco Aurélio Zezzi Arruda, Fábio Cesar Gozzo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-25T19:33:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pessoa_GustavodeSouza_D.pdf: 3326542 bytes, checksum: b4f5f4d1d6ae42d8ab1de1b683232723 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: ANÁLISE DE ESPECIAÇÃO DE METAIS E METALÓIDES LIGADOS A ANIDRASE CARBÔNICA EMPREGANDO MOBILIDADE IÔNICA E ICP-MS. No Capítulo 1, é proposta a técnica de mobilidade iônica na modalidade TWIMS, acoplada a um espectrômetro de massas do tipo ESI-Q-ToF MS/MS para análise de especiação da anidrase carbônica ligada a metais divalentes e em diferentes estados de oxidação, bem como ligada a espécies de selênio em diferentes estados de oxidação. O método é aplicado com sucesso na separação de espécies com diferentes estados de oxidação, mesmo quando as espécies de Se4+ e Se6+são adicionadas em uma mistura com a anidrase carbônica. O método também é aplicado para avaliação do estado de enovelamento da anidrase carbônica, em condições nativas e desnaturadas, sendo considerado satisfatório na elucidação das diferentes conformações da proteína. No Capítulo 2, a técnica de ICP-MS é usada na análise de especiação isotópica de Zn ligado à anidrase. A exatidão das medidas aproximou-se das condições naturais observadas para a razão isotópica de Zn ao final das otimizações. A precisão obtida situa-se dentro da margem observada para analisadores de m/z do tipo quadrupolo. Os principais desafios enfrentados neste capítulo foram minimizar os efeitos de discriminação de massas e a remoção de interferências poliatômicas. A enzima foi enriquecida com os isótopos 67Zn e 68Zn, sendo observada maior razão isotópica para anidrase ligada 67Zn. A atividade da anidrase enriquecida com isótopos de Zn apresentou resultados estatisticamente semelhantes / Abstract: SPECIATION ANALYSIS OF METALS AND METALLOIDS BOUND TO CARBONIC ANHYDRASE USING ION MOBILITY AND ICP - MS . In Chapter 1, ion mobility in TWIMS mode was proposed, coupled to a ESI-Q-ToF MS/MS mass spectrometer for speciation analysis of carbonic anhydrase bound to Ba2+, Zn2+, Cu+, Cu2+, Pb2+, Pb4+, Se4+ and Se6+. The method was successfully applied to separation of selenium species with different oxidation states, even when the species Se4+ and Se6+ were incubated in a mixture with carbonic anhydrase. The method was also applied to evaluation of carbonic anhydrase folding state in native and denatured conditions, and it was considered as satisfactory in the elucidation of different conformations of the protein. In Chapter 2, an ICP-MS was used for the isotopic speciation analysis of Zn bound to anhydrase. The accuracy measurements were closer to natural conditions for Zn isotope ratio, in the end of the optimization. The precision was within the range observed for m/z analyzer such as quadrupole. The main challenges in this chapter were to minimize the effects of mass discrimination and the removal of polyatomic interferences. The enzyme was enriched with 67Zn and 68Zn isotopes, and the highest isotope ratio was observed for 67Zn bound to anhydrase. Anhydrase activity of Zn enriched isotopes yielded similar statistical results / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Bernardino Ribeiro de Figueiredo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:39:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rossin_Ricardo_M.pdf: 638276 bytes, checksum: dbc3ed410cb58a3cbb0250def39fe7c5 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As diferentes toxicidades das espécies de arsênio (As) tornam a sua determinação individual essencial para uma acurada avaliação de riscos. Neste trabalho foram avaliadas as condições experimentais sob distintas concentrações ácidas, presença de agente pré-redutor (L-cisteína) e concentração do redutor (NaBH4), para quantificação das espécies inorgânicas de As em águas por HG-AAS. Para As total, com 1% de L-cisteína, foi definido 0,05 mol L-1 de HNO3 e 0,6% (m/v) de NaBH4. A determinação seletiva de As(III) foi realizada pelo uso de uma concentração reduzida (0,1% m/v) de NaBH4. Para amostras naturais, sem preservantes, as mesmas devem ser refrigeradas e protegidas da luz e a análise da especiação de As ser realizada imediatamente, para evitar alteração na distribuição das espécies. A acidificação com HNO3 a 0,05 mol L-1, em amostras refrigeradas e protegidas da luz, se mostrou eficiente na preservação das espécies inorgânicas de As em águas por um período de até 4 meses. Porém, a adição de EDTA 0,0125 mol L-1 ocasionou pequena variação na distribuição das espécies num período de 3 meses. A aplicação dos procedimentos em águas do Quadrilátero Ferrífero - MG, revelou concentrações de As total variando entre 6 e 2070 µg L-1 e As(III) de 2 a 43 µg L-1. Os resultados de As total em amostras de águas naturais e material de referência certificado por HG-AAS apresentaram boa concordância com os obtidos pelo uso da técnica de espectrometria de massas (ICP-MS). O método adotado constitui uma maneira simples, rápida e econômica de avaliar a distribuição das espécies inorgânicas de As em águas, sendo que a concentração de As(V) pode ser determinada pela diferença entre as concentrações de As total e As(III). Os resultados indicam, ainda, que as quantidades de As presentes nas águas da região são fortemente condicionadas pelas atividades de lavra e beneficiamento mineral, e que a distribuição das espécies de As é controlada basicamente pelo Eh das águas / Abstract: Recognition of the significant differences in toxicity among arsenic species (As) makes the individual determination of these species essential for accurate risk assessments. Experimental conditions were evaluated under acid, NaBH4 distinct concentrations and L-cistein pre-reduction to quantify the inorganic arsenic species in waters by HG-AAS. Total As was measured with L-cistein at 1 % (m/v) in 0.05 mol L-1 HNO3 and 0.6 % (m/v) NaBH4. A selective As(III) determination was carried with 0.1% (m/v) NaBH4. Natural waters without addition of any chemical compound for preservation should be cooled, kept in the dark and As speciation conducted as soon as possible to avoid species distribution changes. HNO3 0.05 mol L-1 acidified, cooled and dark storage samples shown effective preservation of inorganic arsenic species up to 4 months. Samples with EDTA 0.0125 mol L-1 addition shown small transformation among As compounds over a period of 3 months. Total As contents varied from 6 to 2070 µg L-1 and As(III) from 2 to 43 µg L-1 in waters from the Brazil - MG - Iron Quadrangle. Results using HG-AAS and ICP-MS in natural waters and standard reference material were fairly consistent. The HG-AAS adopted method might be a simple and economic way to evaluate the inorganic As species in waters and also the As(V) can be determinate by the difference between total As and As(III). Results shown that As level in waters of studied region is mining activity related and Eh controls the relative amount of As(V) and As(III) / Mestrado / Metalogenese / Mestre em Geociências

Orientador: Anne Hélène Fostier / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T15:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OliveiraNeto_OdilonFrancade_M.pdf: 1924906 bytes, checksum: 29671521f8cf4efd410c90740f77e9aa (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A presença de resíduos de produtos farmacêuticos de uso humano e veterianário no meio ambiente tem sido motivo de preocupação na comunidade científica. Um desses produtos é o agente anti-helmíntico Tiabendazol (TBZ), amplamente usado na medicina veterinária e na agricultura. Os dados referentes ao comportamento do TBZ em solos brasileiros são escassos, e a extrapolação de dados oriundos de outras regiões não é coerente devido às especificidades do clima e dos solos de cada região. A sorção do TBZ foi avaliada seguindo as recomendações do guia 106 da OECD, e sua quantificação nas soluções de solos foi feita por espectroscopia UV (299 nm). Além disso, foram realizados estudos cinéticos e construção de isotermas, para quatro solos do estado de São Paulo, Neossolo Quartzarênico (N1), Latossolo Vermelho (N2), Latossolo Vermelho-Amarelo (S1) e Argilossolo Vermelho-Amarelo (S2). A distinção de comportamento cinéticos nas duas faixas de pH, onde predominam formas distintas do TBZ (catiônica e neutra), reforça a diferenciação dos mecanismos de sorção em função do pH. Três modelos de isotermas foram testados em três faixas de pH (2,5 a 3,0; 3,8 a 4,2 e 5,5 a 5,7) ¿ Freundlich, Langmuir e partição hidrofóbica. As isotermas de partição hidrófóbica apresentaram altos coeficientes de correlação (r2 > 0,97), nas três faixas de pH, no entanto, devido ao caráter ionizável do TBZ as correlações não podem ser relacionadas diretamente a hidrofobicidade do composto. As isotermas de Freundlich apresentaram correlações > 0,97, para as três faixas de pH. Os valores de KF mostraram que a especiação do TBZ, promovida pelo pH, influencia em sua capacidade de adsorção nos solos. O solo N1 apresentou a menor capacidade adsortiva nas três faixas de pH, o N2, a maior, nas duas faixas mais baixas e o solo S1, a maior capacidade na faixa de pH 5,5 a 5,7. As isotermas de dessorção apresentaram valores de KF superiores à etapa de adsorção. Os resultados obtidos indicam que o TBZ apresenta boa mobilidade nos perfis dos solos estudados, podendo acarretar riscos aos recursos hídricos. E a fração que permanece retida pode oferecer riscos a microbiota do solo, considerando que medicamentos são projetados para serem eficientes mesmo em baixas concentrações / Abstract: The presence of pharmaceuticals residues for human and veterinary use in the environment has been concerned in the scientific community. One of these products is the anthelmintic drugs Thiabendazole (TBZ), widely used in veterinary medicine and in the agriculture. The data regarding to TBZ behavior in Brazilian soils are scarce, and data extrapolation from other regions is not consistent due to the peculiarities climate and soils of each site. The sorption of TBZ was evaluated following the OECD guideline 106 recommendations, and its quantification in soil solutions was made by UV spectrophotometry (299 nm). Furthermore, kinetic studies were performed and isotherms were constructed for four soil for the State of São Paulo, Neossolo Quartzarenic (N1), Oxisol red (N2), Oxisol Red-yellow (S1) and Argisol Red-yellow (S2). The distinction in the kinetic behavior at the two pH ranges, where the most distinct TBZ forms (cationic, neutral) predominate, enhances the differentiation of the sorption mechanisms as a function of pH. Three models of isotherms were tested in three pH ranges (2.5 to 3.0; 3.8 to 4.2 and 5.5 to 5.7) ¿ Freundlich, Langmuir and hydrophobic partitioning. The hydrophobic partitioning isotherms presented high correlation coefficients (r2 > 0.97) on the three pH ranges, however, due to the ionizable TBZ character the correlations may not be directly related to the compound hydrophobicity. The Freundlich isotherms showed correlations > 0.97 for the three pH ranges.The KF values showed that the speciation of TBZ, promoted by pH, influence on its adsorption capacity in the soil. The N1 soil presented the lowest adsorptive capacity in the three pH ranges, the N2, the largest in the two lower pH ranges and the soil S1, the largest capacity in the pH range from 5.5 to 5.7. The desorption isotherms showed KF values higher than the adsorption step.The obtained results indicate that TBZ has good mobility in soil profiles studied and this may carry risks to water resources. Moreover, the retained fraction can present risks to soil microbiota, considering that drugs are designed to be efficient even at low concentrations / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Orientador: Clarisse Palma da Silva / Resumo: A filogeografia surgiu como uma ponte entre várias disciplinas evolutivas, como a genética populacional, filogenia e biogeografia, estabelecendo ligações entre os estudos micro e macro evolutivos. A filogeografia tem sido cada vez mais utilizada para estudar a evolução de regiões com altos índices de diversidade, como a região Neotrópical. Os Neotrópicos apresentam uma grande variedade de biomas, incluindo a Floresta Atlântica, a segunda maior floresta tropical da América do Sul, contendo mais de 60% de todas as espécies terrestres do planeta. Um número crescente de estudos filogeográficos com espécies da Floresta Atlântica nos ajudado a entender os processos evolutivos que gradualmente formaram essa grande biodiversidade. Realizamos análises filogeográficas, avaliando padrões de estrutura e diversidade genética, tempo de divergência das linhagens e a demografia histórica do complexo de espécies Pitcairnia flammea (Bromeliaceae), grupo adaptado a inselbergs neotropicais naturalmente fragmentados, baseados em conjuntos de dados de microssatélites nucleares e sequências plastidiais. Nossos resultados mostraram baixa a moderada diversidade genética nuclear dentro de populações de P. flammea, e alta estrutura genética populacional, com poucos haplótipos de DNA plastidial compartilhados entre populações, indicando fluxo gênico limitado e baixa conectividade entre afloramentos rochosos. Não encontramos nenhuma estrutura filogeográfica clara, além de duas linhagens evolutivas que di... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Phylogeography has emerged as a bridge between several evolutionary disciplines, such as population genetics, phylogeny and biogeography, establishing the link between micro and macroevolutionary studies. Phylogeography has been increasingly used to study the evolution of regions with high diversity indexes, such as the Neotropic region. The Neotropics presents a wide variety of biomes, including the Atlantic Rainforest, the second largest tropical rainforest in South America containing more than 60% of all terrestrial species on the planet. An increasing number of phylogeographic studies in Atlantic Rainforest species have helped us to understand the evolutionary process that gradually formed such great biodiversity. We performed phylogeographic analyses, assessing genetic structure patterns, timing of lineage divergence and historical demography of Pitcairnia flammea species complex (Bromeliaceae), which are adapted to naturally fragmented Neotropical inselbergs, based on nuclear microsatellites and plastid sequence data sets. Our results showed low to moderate nuclear genetic diversity within P. flammea populations, and high population genetic structure, with few plastid DNA haplotype shared among populations, indicating limited gene flow and low connectivity among rock outcrops. We found no clear phylogeographic structure, besides two evolutionary lineage which diverged approximately 2 Mya., suggesting an important role of early Pleistocene climatic changes in the diversi... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-07-29T14:52:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MELLISSA ANANIAS SOLER DA SILVA.pdf: 1811141 bytes, checksum: 9f022eafb59ca356dc726b417768371c (MD5) Previous issue date: 2007-08-17 / The objective of this study was to evaluate the impacts of vinasse on soil columns effluents besides quantify ionic species in soil layers as affected by vinasse application, and its downward movement along time. Soil samples were collected at two different areas: the first one is a sugarcane field cropped during 21 years; the second one, an untouched savannah area. Soil samples were brought to Greenhouse of Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos (EA/UFG) and were built two experiments: 1º) These samples were inserted into PVC columns with 120 cm height x 25 cm diameter, inner coated with raffia bags, and cropped with sugarcane. Vinasse treatments were applied on soil columns at rates equivalent to 0, 300, 600 e 1200 m3 ha-1. Effluents were sampled at four times (0, 60, 90 and 120 days) after vinasse application, followed by chemical determination of organic carbon (CO), Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4 +, NO3 -, SO4 2- and, pH; 2º) These samples were put into PVC columns with 120 cm height x 10 cm diameter, inner coated with two waterproof ink layers mixed with sand, partially cut into 0-10, 10- 20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-120 cm layers. Vinasse treatments were applied with no additional water on soil columns at rates equivalent to 0, 300, 600, 1200 and 2400 m3 ha-1. At each date 0, 60, 90 and 120 days after the beginning of the experiment correspondent layers from the soil columns were sampled for soil chemical analyses of P, NO3 -, NH4 +, Cl-, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, SO4 2-, CO, pH and CEC. In the first one were concluded the vinasse increase the effluents pH. When the amount of vinasse was 1200 m3 ha-1 the complexes of Ca2+ and Mg2+ cations and SO4 2- and Cl- anions with organic matter were formed, enhancing their leaching. Applications of high amounts then 1200 m3 ha-1 of vinasse may disperse the soil. In the second one was observed the vinasse applications increase K+, Ca2+ and Na+ and P availability on surface and on downward layers of the soil profiles. Ions like Na+ and K+ may cause soil physical dispersion, increasing its susceptibility to erosive processes. / O presente teve por objetivo avaliar os impactos, resultantes da aplicação de vinhaça em fertirrigação no cultivo de cana-de-açúcar no efluente de colunas de solo, além de quantificar as espécies iônicas ocorrentes no solo derivadas de sua utilização, bem como a movimentação no perfil ao longo do tempo. Foram utilizadas amostras de solos de duas áreas distintas sendo que a primeira área era cultivada com cana-de-açúcar há 21 anos e na segunda predominava mata nativa não antropizada. As amostras foram trazidas para a Casa de Vegetação da Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos (EA/UFG) e montaramse dois experimentos paralelos: 1º) as amostras acondicionadas em colunas de PVC com 120 cm de altura por 25 cm de diâmetro revestidas internamente com sacos de ráfia, com uma planta de cana-de-açúcar cada. Os tratamentos consistiram de diferentes doses de vinhaça aplicadas às colunas de solo: 0, 300, 600 e 1200 m3 ha-1. Foram realizadas quatro coletas de efluente das colunas (0, 60, 90 e 120 dias após a aplicação de vinhaça) e efetuadas as seguintes determinações químicas: carbono orgânico (CO), Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4 +, NO3 -, SO4 2- e pH; 2º) as amostras foram acondicionadas em colunas de PVC com 120 cm de altura por 10 cm de diâmetro, revestidas internamente com duas camadas de neutrol misturado à areia média, parcialmente fatiadas, nas seguintes profundidades: 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-120 cm. Os tratamentos consistiram de cinco doses de vinhaça (0, 300, 600, 1200 e 2400 m3 ha-1), sem diluição, aplicadas aos solos, em uma só vez. As colunas foram destruídas após os intervalos de 0, 60, 90 e 120 dias para retirada e avaliação do solo, totalizando quatro coletas. As determinações químicas realizadas foram: P, NO3 -, NH4 +, Cl-, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, SO4 2-, CO, pH e CTC. Do primeiro concluiu-se que a aplicação de vinhaça elevou o pH do efluente. Doses iguais a 1200 m3 ha-1 favorecem a formação de complexos de Ca2+ e Mg2+ com os ânions SO4 2-, Cl- e com compostos orgânicos, facilitando a lixiviação. Volumes de vinhaça superiores a 1200 m3 ha-1 podem dispersar o solo. Do segundo concluiu-se que elevadas aplicações de vinhaça no solo promovem incrementos significativos de K+, Ca2+, Na+, na superfície e em camadas mais profundas do perfil do solo, e elevam a disponibilidade do P. Esses íons, em especial o Na+ e o K+, podem causar graves problemas de ordem física, como a desagregação do solo, tornando-o mais suscetível a processos erosivos.

O manganês (Mn) é um elemento essencial, porém pode ser tóxico em concentrações acima do requerido fisiologicamente. Assim, motivado pelo aumento nos teores desse metal na bacia hidrográfica Alto do Paranapanema (ALPA) e o crescente número de estudos internacionais relacionando desordens neurológicas ao excesso de Mn em águas superficiais, o presente trabalho foi conduzido para avaliar o perfil geoquímico e neurotoxicológico do Mn nos organismos em desenvolvimento em função da especiação química do metal. Desta maneira, no período de agosto/2006 a abril/2007, foram realizadas quatro coletas de amostras de águas superficiais e de sedimentos, nos rios Paranapanema e Itapetininga e no reservatório Jurumirim, localizados na bacia hidrográfica Alto do Paranapanema (ALPA, SP). Os estudos de fracionamento químico demonstraram que na bacia ALPA o Mn ocorre basicamente nos sedimentos (Mn ligado a hidr(óxidos) de Fe e Mn > Mn ligado a carbonatos ≈ Mn intercambiável ≈ Mn ligado a silicatos > Mn ligado a matéria orgânica) porém em constante troca com a coluna líquida, onde o Mn ocorre como metal particulado e em menor proporção como metal lábil. Acredita-se que esse padrão de distribuição esteja governado pelas características oxidantes e alcalinas desses sistemas aquáticos. Adicionalmente, foi verificado que a origem do Mn nesses sistemas é de caráter natural, porém com ~ 30 % de riscos ecotoxicológicos. Neste sentido, estudos in vitro (modelos de neurônios) e in vivo (embriões de paulistinha, Danio rerio) com as espécies MnCl2, Mn(II)Cit, Mn(III)Cit, Mn(III)PPi (Cit: Citrato, PPi: Pirofosfato) sugeriram que o Mn(II) é mais tóxico do que o Mn(III). Contudo, independentemente da especiação química, o Mn foi mais tóxico para neurônios glutamatérgicos do cerebelo em diferenciação, e para o paulistinha no período embrio-larval, pós-eclosão (> 72 horas pós-fertilização), no qual foram verificados danos neuromusculares. No entanto, a espécie mais tóxica para embriões expostos por 48 h foi o MnCl2 e por 120 h o Mn(II)Cit, sugerindo que o citrato está mediando essa toxicidade, o que é uma exceção ao “Free Ion Activity Model”. Conforme esses resultados foram verificados inibição do metabolismo do lactato e do ascorbato in vitro. Estudos de expressão gênica no paulistinha, mediante RT-PCR qualitativo e quantitativo permitiram verificar alterações no gene mitocondrial mt-co1, que pode ser compensada pela superexpressão do gene hspb11. Esses resultados sugerem que os danos induzidos pelas espécies de Mn devem estar associados à disfunção mitocondrial e do metabolismo energético, seguido da indução de estresse oxi-redutivo, o qual pode ser parcialmente revertido pela administração exógena de lactato e/ou ascorbato, sendo propostos os prováveis mecanismos. A probabilidade de que esses eventos toxicológicos aconteçam em outras espécies, incluindo os seres humanos, é sustentada principalmente pelos estudos tóxico-genômicos, dado que em outras espécies podem ser encontrados ortologos para esses genes, e especialmente para mt-co1, que poderia ser um biomarcador da toxicidade do Mn. Finalmente, sugere-se que os valores de referência de Mn em sedimentos sejam revistos em função das contribuições de frações biodisponíveis, e que esses resultados sejam considerados pelas agências ambientais do Estado em seus programas de avaliação e gerenciamentos de riscos / Manganese (Mn) is an essential element, however it may be toxic in higher than recquired physiological levels. The present work was motivated by the increased levels of this metal in the Alto do Paranapanema (ALPA, São Paulo state) hydrographic basin and to the growing amount of international evidence relating neurological disorders to excess Mn in superficial waters. Therefore, experiments were conducted in order to evaluate Mn both geochemical and neurotoxicological profiles on the developmental stages of aquatic organisms and mammaliam models as a function of metal speciation. During August 2006 to April 2007, four expeditions to ALPA were performed to collect water and sediment samples from rivers Paranapanema and Itapetininga, as well as from Jurumirim reservoir. Chemical fractioning studies showed that Mn occurs mainly in sediments (Mn bound to Fe, Mn (hydr)oxides > Mn bound to carbonates ≈ Interchangeable Mn ≈ Mn bound to silicates > Mn bound to organic matter) but in constant exchange with the liquid column, where Mn occurs as particulated metal and, in lesser amounts, as a labile metal. This distribution pattern is thought to be governed by the oxidant and alkaline conditions of this aquatic system. Also, Mn was found to be of natural origin, however posing ~ 30% of ecotoxicological risks. In vitro (neuronal cells) and in vivo (zebrafish, Danio rerio embryos) studies with the species MnCl2, Mn(II)Cit, Mn(III)Cit, Mn(III)PPi (Cit: Citrate, PPi: Pyrophosphate) suggest that Mn(II) is more toxic than Mn(III). However, independently of chemical speciation, Mn was more toxic to cerebellar glutamatergic neurons during differentiation and to zebrafish in the embryo- larval period (> 72 hours pos-fertilization), to which neuromuscular damage was observed. The most toxic species for embryos exposed for 48 h was MnCl2, but in the 120 h exposition experiment Mn(II)Cit was more toxic, suggesting that citrate mediates the toxicity, in an exception to the Free Ion Activity Model. According to these results, it was observed inhibition in the metabolism of lactate and ascorbate in vitro. Gene expression studies of zebrafish were performed by both qualitative and quantitative RT-PCR, displaying changes in the expression of the mithocondrial gene mt-co1 which may be compensated by an overexpression of hspb11 gene. These results suggest that the damage induced by Mn species may be related to mitochondrial and energy metabolism disfunction followed by induction of oxi-reductive stress, which can be partially reverted by the exogenous administration of lactate and/or ascorbate. The putative mechanisms are proposed. The possibility that these toxic events might be important to other species, humans included, is substantiated mainly by the toxicogenomics studies, since ortologs for both genes are widespread. This is especially true to mt-co1, which may be a biomarker for Mn toxicity. Finally, it is suggested that the reference values of Mn in sediments should be revised to accomodate the contributions of bioavailable fractions, and that results should be considered by official environment control agencies during their evaluation and risk management programs

O arsênio é um dos mais tóxicos elementos químicos e reconhecidamente carcinogênico. Ele pode ser encontrado em alimentos basicamente em 5 formas: arsenobetaína (AsB), dimetil-arsênio (DMA), monometil-arsênio (MMA), arsenato (As5+) e arsenito (As3+), sendo estas duas últimas (As-i) as mais tóxicas. Assim, é de suma importância a utilização da especiação química de As para avaliação dos reais riscos associados à ingestão de alimentos contaminados. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivos o desenvolvimento de um método para separação das espécies de As por LC e detecção por ICP-MS; extrações quantitativas das espécies de As de tecidos animais e em grãos de arroz; aplicação dos métodos em amostras de alimentos consumidos no Brasil; e estudo do metabolismo do As em diferentes cultivares de arroz. O método desenvolvido para a extração das espécies de As em tecidos animais (ovo, músculos de ave, peixe e boi, etc.) utilizou apenas metanol (10%v/v) e ácido nítrico (2%v/v) como extratores e 2 minutos de sonicação, mostrando recuperação quantitativa do analito (>88%, n=3) pela análise dos materiais de referência (CE278, DOLT-3, DORM-3 e SRM NIST 1577). No entanto, para a análise de arroz, apenas ácido nítrico 2%v/v foi utilizado como extrator, possibilitando uma recuperação quantitativa (>94%, n=6), quando da análise do material de referência (NIST Rice Flour 1568a). Para a separação cromatográfica foram avaliadas diversas colunas, das quais a troca aniônica (Hamilton PRP-X100®) foi utilizada em todos os experimentos. A aplicação dos métodos na análise de alimentos diversos consumidos no Brasil mostrou uma grande variação nas concentrações das diferentes espécies do arsênio em músculos, ovos e, especialmente, no arroz. Devido as altas concentrações de As encontradas em amostras de arroz comercializadas no Brasil (em vários casos com predominância das espécies mais tóxicas, As3+ e As5+) e ao grande consumo deste alimento no país e no mundo, foi também realizado um estudo de metabolismo do As em 6 diferentes cultivares. O foco deste estudo foi a síntese de fitoquelatinas (PCs), compostos não peptídicos produzidos por plantas expostas a elementos tóxicos, e sua influência no fator de transferência (TF) do As solo-grãos. O TF do As, assim como a concentração das PCs, variaram em relação aos cultivares (genótipos) estudados. Além disso, as PCs mostraram ter uma forte correlação positiva entre si e com a concentração de As-i nos grãos, bem como uma correlação negativa do TF do As raízes-grãos. Portanto, os métodos desenvolvidos demonstraram fácil aplicação em rotina para avaliação toxicológica dos alimentos em relação às espécies de As e, finalmente, o estudo de metabolismo do As pela planta do arroz pode contribuir para escolha de cultivares que o absorvam menos, reduzindo sua ingestão frente ao consumo de arroz. / Arsenic is one of the most toxic chemicals and known carcinogen. It can be found in food basically in 5 different forms: arsenobetaine (AsB), dimethyl arsenic (DMA), monomethyl arsenic (MMA), arsenate (As5+) and arsenite (As3+), the latter two forms (i-As) are the most toxic. Thus, it is of extreme importance the use of chemical speciation for the evaluation of the real risks associated to arsenic intake from contaminated food. In this sense, this study aimed develop a simple method for separation of arsenic species by LC and detection by ICP-MS, quantitative extraction of arsenic species from animal tissues and rice grains, the application of the proposed method in the analysis of food samples commercialized in Brazilian markets, and the study of arsenic metabolism in different rice cultivars. The method developed for the extraction of arsenic species in animal tissues (egg, muscle of chicken, fish and cattle, etc.) used only methanol (10%v/v) and nitric acid (2%v/v) as extractant and 2 minutes of sonication, showing quantitative recovery of the analyte (>88%, n=3) when analyzing reference materials (CE278, DOLT-3, DORM-3 e SRM NIST 1577). However, for the analysis of rice grains, only nitric acid (2%v/v) was used as extractant, allowing a quantitative recovery (>94%, n=6), when analyzing the reference material (NIST Rice Flour 1568a). For the chromatographic separation several columns were evaluated and an anion exchange column (Hamilton PRP X-100) was used in all experiments. The analysis of several foods consumed in Brazil, showed a wide variation in the concentrations of different arsenic species in muscle, eggs, and especially in rice. Due to the high concentrations of arsenic found in rice samples (in several cases with predominance of more toxic species, As3+ and As5+) and the large consumption of this food in the country and abroad, it was also carried out a study on arsenic metabolism in 6 different rice cultivars. The focus of this study was the synthesis of phytochelatins (PCs), non-peptide compounds produced by plants exposed to toxic elements, and its influence on the transfer factor (TF) soil-grains. The TF of arsenic as well as the concentration of PCs varied in relation to the cultivars (genotype) studied. Furthermore, the PCs have shown a strong positive correlation between themselves and with the concentration of i-As in the grains, and a negative correlation with TF roots-grains. Therefore, the developed method demonstrated feasibility for routine use in toxicological studies of arsenic species in food samples and, finally, the study of arsenic metabolism in rice plant can contribute to the selection of cultivars that absorb less arsenic, thereby reducing the intake of this toxic element by rice consumption.

Com o aumento das exigências regulatórias e estabelecimento de limites mais restritos para impurezas elementares em fármacos e excipientes usados em formulações farmacêuticas, ocorreu uma busca por técnicas analíticas capazes de quantificar elementos em níveis traço e assegurar a qualidade e a segurança dos medicamentos. A espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS) é uma técnica multielementar, que apresenta alta sensibilidade e é empregada com eficiência na análise de elementos traço em diferentes matrizes. O ICP-MS, acoplado a um sistema separador como o cromatógrafo líquido de alta eficiência (HPLC), possibilita a especiação de elementos químicos, o que é importante, pois a toxicidade pode estar diretamente ligada à forma química do elemento, como ocorre para o Hg e As. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram desenvolver e validar um método de análise simples, rápido e com alta sensibilidade, para determinação de 15 impurezas elementares: As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Ir, Pd, Pt, Rh, Ru, Hg, Os e Mo, em diferentes fármacos e excipientes, em níveis que atendam aos novos critérios estabelecidos pelos órgãos regulatórios, avaliar a utilização da cela de reação dinâmica (DRC) para eliminação de interferências espectrais na determinação de As, Cr e V, realizar a especiação de As e Hg, e aplicar esta metodologia para análise de diversas amostras comprovando sua robustez, versatilidade e vantagens para utilização em rotina. Foram avaliadas cinco estratégias de preparo de amostra: digestão em micro-ondas sistema fechado e digestão em micro-ondas - sistema aberto, digestão em banho-maria, diluição direta em meio ácido e extração utilizando ponteira de ultrassom. Através de ensaios de recuperação e materiais de referência certificados, os melhores resultados (84 a 101%) foram obtidos com a digestão das amostras em sistema fechado de micro-ondas e extração por ponteira de ultrassom. Os limites de detecção variaram entre 0,001 ng g-1 (103Rh) e 0,083 ng g-1 (75As). Em seguida, a metodologia analítica foi empregada para determinação dos elementos em estudo em 74 amostras de fármacos e excipientes. O elemento mais frequentemente encontrado foi o Cu, seguido por Cr, Mo, Ni, Pd e V. Já os elementos químicos Ir, Pt, Os e Ru não foram detectados. Cabe destacar que as concentrações de Pd, Rh, As, Cd, Cr, Cu, Ni, V e Mo encontraram-se acima do limite preconizado pela farmacopeia americana em algumas amostras. A análise por especiação química de As mostrou que as amostras possuíam apenas as formas inorgânicas e mais tóxicas. Em relação ao Hg, apenas uma amostra apresentou níveis detectáveis deste elemento, mas a concentração estava abaixo do limite estabelecido pela farmacopeia americana. / Due to quality and safety reasons, regulatory requirements and establishment of more restricted limits for elemental impurities in drugs and excipients are increasing. These regulations promoted a search for simple and robust analytical techniques for quantification of trace elements. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) is an attractive technique for this purpose, presenting multielement and high sensitivity capabilities. ICP-MS can be hyphenated to separation techniques such as high-performance liquid chromatography (HPLC), enabling chemical speciation analysis. Speciation analysis may reveal the chemical form of the element that may be more directly related to the toxicity. In this sense, the objectives of this work were to develop and validate a simple, fast and highly sensitive method for the determination of 15 elemental impurities: As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Ir, Pd, Rh, Ru, Hg, Os and Mo, in different drugs and excipients, at levels that meet the new criteria established by the regulatory agencies. We also evaluated the use of the dynamic reaction cell (DRC) to eliminate spectral interferences for As, Cr And V. Finally, for As and Hg, speciation methods were applied. All analysis were performed focusing on robustness, versatility and sample high-throughput. We tested five sample preparation strategies: closed microwave system digestion, microwave digestion - open system, water bath digestion, direct acid dilution and ultrasound probe extraction. Recovery studies in ordinary samples and reference certified materials were observed with the closed microwave digestion system and ultrasound probe extraction (84 and 101%). Detection limits ranged from 0.001 ng g-1 for 103Rh to 0.083 ng g-1 for 75As. The analytical methodology was then applied for the determination of the elements in study in 74 samples of drugs and excipients. The most frequently found element was Cu, followed by Cr, Mo, Ni, Pd and V. The chemical elements Ir, Pt, Os and Ru were not detected. It should be mention that the concentrations of Pd, Rh, As, Cd, Cr, Cu, Ni, V and Mo were above the limit recommended by the American pharmacopeia in some samples. Only inorganic arsenic (most toxic forms) was found in samples by applying speciation analysis. Regarding Hg, only one sample had detectable levels of this element, but the concentration was below the limit established by the American pharmacopeia

Há controvérsia sobre os processos responsáveis pela atual distribuição de Florestas Tropicais Sazonalmente Secas (FTSS) na América do Sul. Este tipo de vegetação compreende uma grande proporção de todas as espécies neotropicais. Entender o que modela a sua distribuição pode fornecer novas perspectivas para a evolução deste bioma e contribuirpara os aspectos de sua conservação. O trabalho avaliou a evolução deste bioma no sul do Brasil, onde as FTSS e as Florestas Tropicais (FT) são amplamente intercaladas. Para isso, foi reconstruídaa história filogeográfica do cacto, Cereus hildmannianus, uma espécie característica e abundante das FTSS. Métodos de datação molecular, estrutura populacional e filogeografia foram realizadas para avaliar os eventos histórico-demográficospor meio de uma amostragem densa que compreendeu 24 populações e cerca de 150 amostrasde, pelo menos, uma dentre as seis regiões genômicas nuclear e cloroplastidiais selecionadas. A partir disso, foi investigado um possível cenário da dinâmica populacional de C. hildmannianus. Os resultados indicam uma separação da espécie em dois grupos principais (ST: 0,788) com eventos de expansão populacional: umem regiões costeiras e o outro no interior do sul do Brasil, concondante com a distribuição dos núcleos das FTSS. O tempo do ancestral comum mais recente de C. hildmannianus, há 2,56 milhões de anos, remete a especiação deste ao período pré-Glacial. Os resultados do padrão de distribuição de C. hildmannianus foram concordantes com as áreas de endemismo para outros táxons das FTSS. Os eventos de dispersão e de vicariância entre as FTSS e as FT podem estar associados às mudanças paleoclimáticas durante os períodos glaciais do Quaternário, promovendo eventos de retração/expansão nestas florestas. A compreensão desses padrões na história biogeográfica de populações naturais podem auxiliar futuros planos de conservação deste bioma, na América do Sul. / There is controversy about the processes responsible for the current distribution of Seasonally Dry Tropical Forests (SDTF) in South America. This vegetation type comprises a large proportion of all Neotropical species. Understanding what shapes your distribution may provide new insights into the evolution of this ecosystem and contribute to aspects of conservation. The study evaluated the evolution of this biome in southern Brazil, where SDTF and Rainforests are widely interspersed. For this, we reconstructed the phylogeographic history of the cactus, Cereus hildmannianus, a kind of characteristic and abundant SDTF. Molecular dating methods, population structure and phylogeography were performed to evaluate the historical and demographic events through a dense sampling which comprised 24 populations and about 150 samples of at least one among the six nuclear and chloroplast genomic regions selected. From this, we investigated a possible scenario of population dynamics of C. hildmannianus. The results indicate a separation of the species into two main groups (ST: 0.788) with events of population expansion: one in coastal regions and the other inside the south of Brazil, concondante with the distribution of the nuclei of SDTF. The time of the most recent common ancestor of C. hildmannianuswere 2.56 million years ago, this speciation refers to the pre-Glacial. The results of the distribution pattern C. hildmannianus were consistent with areas of endemism for other taxa of SDTF. The events of dispersal and vicariance between SDTF and Rainforests may be related to paleoclimatic changes during glacial periods of the Quaternary, promoting events shrinkage /expansion in these forests. Understanding these patterns in the biogeographic history of natural populations may aid future conservation plans this biome in South America.