Submitted by Cibele Nogueira (cibelenogueira@ufgd.edu.br) on 2016-04-15T18:25:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) GELSONSILVA.pdf: 2633451 bytes, checksum: cb885f7642fcfa8169b8e00ffc0b45fb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T18:25:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) GELSONSILVA.pdf: 2633451 bytes, checksum: cb885f7642fcfa8169b8e00ffc0b45fb (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Nanomaterials have been the subject of increasing interest due to their wide range of applications and commonly used for the production of biomarkers and hybrid materials in various areas of expertise. Therefore, the search for functionalizing molecules that can enhance the physical, chemical and / or biological these materials and techniques to assist in the characterization of the compounds formed are necessary. Thus, the present study sought through spectroscopic absorption and fluorescence; evaluate the behavior of the amino acid L-Tryptophan and organocalcogênios in the presence of different concentrations and diameters of gold nanoparticles. For the analysis, concerning the interactions between the amino acid and gold nanoparticles observed suppression of fluorescence intensity, increasing the absorbance of the indole groups and the appearance of a second peak wavelength band of 520 nm derived of the plasmon resonance. Since this effect was proportional to the concentration of gold nanoparticles in solution. As for organilcalcogênios, first, held its characterization, it was possible to detect the presence of the main vibrations of molecules by infrared spectroscopy, molecular modeling and Raman spectroscopy. The latter was also used to investigate the presence of nanoparticles in order that the measurements were performed in solution and can be viewed the rise of a band in the region of 300 cm-1, where the disclosure of the functionalization process because this region is derived from chalcogenides gold vibrations. As for fluorescence and absorption of organilcalcogênios analysis, the results are satisfactory, it can be seen a difference in both emission spectra when the absorption, demonstrating the interaction of the nanoparticles with the environment. The fluorescence (p-Cl(C6H4Se))2 and L-tryptophan in the presence of the nanoparticles demonstrated that the interactions cause the same suppression effect of fluorescence intensities. This effect promoted by photoinduced electron transfer process of the present organic groups of the aforementioned molecules to the metal surfaces, and different from (C6H5Te)2, which showed an increased effect on the fluorescence intensity after the interaction with the surface of metal. This fact is associated with the transfer effect of plasmon energy present in the nanoparticles to the molecules of (C6H5Te)2. / Os nanomateriais têm sido objeto de crescente interesse, devido à sua ampla gama de aplicações, sendo comumente utilizados para a produção de biomarcadores e materiais híbridos em diversas áreas de conhecimento. Assim a busca por moléculas funcionalizantes que possam potencializar as propriedades físicas, químicas e/ou biológicas desses materiais, bem como técnicas que auxiliem na caracterização dos compostos formados se fazem necessárias. Com isso, o presente trabalho buscou através de técnicas espectroscópicas de absorção e fluorescência, avaliar o comportamento do aminoácido L-Triptofano e de organocalcogênios na presença de diferentes concentrações e diâmetros de nanopartículas de ouro. Para as análises relacionadas as interações entre o aminoácido e as nanopartículas de ouro, pode-se observar uma supressão da intensidade de fluorescência, o aumento da absorbância dos grupamentos indol e o aparecimento de uma segunda banda de comprimento de onda máximo em 520 nm, derivada da ressonância de plasmon. Sendo que este efeito era proporcional ao aumento da concentração de nanopartículas de ouro na solução. Quanto aos organilcalcogênios, primeiramente, realizou-se sua caracterização, onde foi possível detectar a presença das principais vibrações das moléculas, através da técnica de espectroscopia no infravermelho, modelagem molecular e espectroscopia Raman. Essa última também foi utilizada na investigação da presença de nanopartículas, tendo em vista que as medidas foram realizadas em solução e pode ser visualizado o aumento de uma banda na região de 300 cm-1, onde a evidenciação do processo de funcionalização, pois essa região é derivada das vibrações calcogênios-ouro. Já para as análises de fluorescência e absorção dos organilcalcogênios, os resultados apresentados são satisfatórios, pois pode ser visualizado uma diferença tanto nos espectros de emissão, quando nos de absorção, demonstrando assim a interação das nanopartículas com o meio. A fluorescência do (p-Cl(C6H4Se))2 e do L-Triptofano na presença de nanopartículas, demonstraram que as interações, ocasionam efeito de supressão das intensidades de fluorescência das mesmas. Esse efeito, promovido pelo processo de transferência fotoinduzida dos elétrons presentes nos grupamentos orgânicas das moléculas citadas, para as superfícies metálicas, e diferente do (C6H5Te)2, o qual apresentou um efeito de aumento na intensidade de fluorescência após a interação com a superfície do metal; esse fato está associado ao efeito de transferência da energia de plasmon presente nas nanopartículas para as moléculas do (C6H5Te)2.

Nanoesferas de sílica contendo fluoróforos encapsulados (o complexo quercetina- Al+3 e o corante rodamina B) foram preparadas com alto controle de tamanho e morfologia, utilizando catálise ácida e básica do tetraetilortossilicato (TEOS). As nanopartículas obtidas apresentaram diâmetro da ordem de 200-300 nm, possuindo maior regularidade quando preparadas em meio alcalino. Nas preparações foram utilizados o método de Stöber e o método caroço-casca. Devido à hidrólise da quercetina em meio básico, as partículas funcionalizadas com o flavonóide ou com o complexo quercetina-Al+3, apresentaram maior intensidade de emissão sob catálise ácida. No caso da catálise básica, as partículas apresentaram emissão significativa quando preparadas utilizando um sol de alumina, porém foram obtidos paralelepípedos nanométricos. Os decaimentos de fluorescência para o sistema quercetina-alumina são biexponenciais, em concordância com os dois complexos quercetina-Al+3 formados no interior da nanopartícula de sílica. No caso da rodamina B, foram realizadas medidas de espectroscopia de correlação de fluorescência, que mostraram uma relação entre relaxação difusional com tamanho e autoagregação das partículas. / Silica nanospheres doped with quercetin-Al+3 and rhodamine B were synthesized with high size control and morphology, using acid and basic catalysis of tetraethylorthosilicate (TEOS). The nanoparticle diameter obtained was about 200- 300 nm, with higher regularity when synthesized in alkaline media. The Stöber\'s and core-shell methods were used as preparation methods. Because the alkaline hydrolysis of quercetin, the flavonoid or the quercetin-Al+3 complex doped nanoparticles showed higher emission intensity when acid catalysis was used. When basic catalysis was performed, the particles prepared with an alumina-sol showed expressive emission intensity, but nanometric parallelepipeds were obtained. The quercetin-alumina fluorescence decays are biexponential, agreeing with the two types of quercetin-Al+3 complexes formed in the nanoparticles domain. In the case of rhodamine B, fluorescence correlation spectroscopy (FCS) measurements were performed, showing a relation between diffusion relaxation with size and aggregation behavior.

Orientador : Jacinta Enzweiler / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-01T12:28:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zambello_FabioRoberto_M.pdf: 1951712 bytes, checksum: da9a4d79c2401be47cc928713c2fa44b (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Esta dissertação avalia a utilização da espectrometria de fluorescência de raios X por comprimento de onda (FRX), como ferramenta analítica de solos e sedimentos, para aplicações em geologia econômica e geoquímica ambiental. A capacidade multielementar e rapidez analítica da FRX a tomam atrativa em projetos de mapeamentos geoquímicos de composição elementar, de prospeção geoquímica de depósitos minerais e na avaliação da contaminação ambiental por metais pesados. Uma dificuldade encontrada na análise de solos e sedimentos por FRX é calibrar o instrumento para uma ampla faixa de concentração, empregando materiais de referência. Estes raramente são caracterizados para todos os elementos de interesse, podendo também apresentar heterogeneidades em algum grau, principalmente quando as amostras são simplesmente prensadas. Os progressos instrumentais dos últimos anos e o amplo interesse na análise rápida destas matrizes justificam o desenvolvimento e a avaliação de programas analíticos para esta aplicação. Um programa analítico quantitativo de detenninação de elementos maiores (Si, AI, Fe, Mg, Ca, K, Na, Mn, Ti e P) e traços (As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ga, Mo, Nb, Ni, Pb, Rb, S, Sb, Sn, Sr, Th, U, V, Y, Zn, e Zr) em pastilhas prensadas de solos e sedimentos foi preparado e as figuras de mérito associadas (precisão, exatidão e limites de detecção) foram avaliadas. Nas duas etapas (calibração e avaliação) foram utilizados mais de sessenta materiais de referência de solos e de sedimentos de fornecedores internacionais e um espectrômetro de fluorescência de raios X seqüencial. Os limites de detecção dos elementos-traço (1-5 /J99-1) são inferiores à concentração média na crosta para a maior parte deles, indicando que o programa analítico é adequado à finalidade a que se propõe. Os limites de detecção de Cd e Sb, de 1,6 e 1,9 J.19 g-1, respectivamente, são mais altos que a concentração média destes elementos em solos e sedimentos, mas pennitiriam detectá-Ios em concentrações anormalmente altas. As amostras de referência empregadas na avaliação da exatidão dos resultados não faziam parte do grupo utilizado na calibração do instrumento. Os resultados foram avaliados com três métodos. Os resultados obtidos para elementos-traço situam-se dentro do intervalo de confiança dos valores certificados ou muito próximos dos valores recomendados. Devido aos efeitos mineralógicos, a calibração dos elementos maiores foi mais compfexa, mas os resultados, em geral foram concordantes os valores recomendados. Eventuais discrepãncias serviram para aprimorar as curvas de calibração, e contribuíram para o melhor conhecimento dos materiais de referência empregados e nos critérios para a escolha das amostras de calibração / Abstract: This dissertation evaluates wavelength-dispersive X-ray fluorescence spedrometry (XRF) as an analytical tool of soils and sediments, for economic geology and environmental geochemistry applications. The multi-element capacity and the analytical speed of XRF are of interest to elemental geochemical mapping projects, in mineral deposits prospects and in the evaluation of the environmental contamination by heavy metais. A difficulty found in the analysis of soils and sediments by XRF is instrument calibration, for a wide range of elemental concentration, using reference samples. Those are rarely characterised for ali the elements of interest, may present inhomogeneities in some degree, mainly when the samples are simply pressed as pellets. The instrumental progress of the last years and the wide interest in the fast analysis of such matrices justify the development and the evaluation of analytical programs for this application. A quantitative analytical program for determination of major (Si, AI, Fe, Mg, Ca, K, Na, Mn, Ti and P) and trace elements (As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Ga, Mo, Nb, Ni, Pb, Rb, S, Sb, Sn, Sr, Th, U, V, Y, 20, and Zr) in pressed pellets of soils and sediments was prepared and the associated figures of merit (precision, accuracy and detection limits) were evaluated. For the two stages (calibration and evaluation) more than sixty reference materiais of soils and sediments from intemational suppliers a sequential X-rays fluorescence spectrometer were used. The detection limits for trace elements (1-5 J.19g-1) indicate that the analytical program is fit-for-purpose, i.e., the considered elements can be analysed in most cases in such matrices. Exceptions are Cd and Sb, whose detection limits (1,6 and 1,9 J1g g-1, respectively) are too high, considering their average concentrations in soils and sediments, but would still be useful to detect anomalous concentrations. The reference samples used in the evaluation of the accuracy were others than those used for instrument calibration. Three methods were used to evaluate the results. The results of trace elements fali within the confidence interval of the certifted values or are very close of the recommended values. Due to the mineralogical effects, the calibration of the major elements was more complex, but the results, in general were in goOO agreement with recommended values. Eventual discrepancies were useful to improve calibrations and contributed to a better knowledge of the used reference samples and as criteria to choose the calibration samples / Mestrado / Metalogenese / Mestre em Geociências

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:04:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreira_AltairBenedito_D.pdf: 839003 bytes, checksum: df3c721cb44a6846a7d2abd555ad8847 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho são descritos o desenvolvimento dos métodos analíticos para a determinação de ácido acetilsalicílico (AAS), paracetamol (PA) e cafeína (CF) em fase sólida por espectroscopia de fluorescência. A fluorescência nativa do PA no estado sólido foi demonstrada pela primeira vez. Todos os estudos realizados neste trabalho foram desenvolvidos visando principalmente a aplicação no controle de qualidade em indústrias químicas e farmacêuticas. Os estudos foram direcionados ao desenvolvimento de métodos analíticos para a determinação de AAS e PA, individualmente. Também foram desenvolvidos métodos para a determinação simultânea das misturas (CF e AAS) e (CF e PA) usando como ferramenta estatística a calibração multivariada para a construção dos modelos, empregando o algoritmo de regressão por mínimos quadrados parciais (PLSR-1). Foram otimizadas a quantidade de amostra colocada no porta amostra e a distância desta da fibra óptica para todos os métodos analíticos desenvolvidos neste trabalho, e as melhores condições foram de 25 mg e 0,9 cm, respectivamente. Os métodos desenvolvidos para a determinação individual de AAS e PA em amostras sólidas apresentaram boa precisão, exatidão e alta freqüência analítica, podendo chegar a 300 determinações por hora. A exatidão foi checada comparando os valores obtidos pelo método desenvolvido com os procedimentos adotados pela farmacopéia britânica e os resultados foram estatisticamente o mesmo a nível de 95% de confiança. Para a determinação simultânea das misturas, os modelos construídos apresentaram excelente desempenho de previsão. Os resíduos foram inferiores a 10% para a maior parte das amostras usadas nos conjuntos de validação externa. A qualidade dos modelos foi avaliada através do coeficiente de variabilidade (CV), o qual variou entre 4 e 7% para todos os modelos. Desta maneira, os métodos desenvolvidos neste trabalho são uma boa alternativa aos métodos tradicionais descritos na literatura, devido suas características favoráveis como elevada freqüência analítica, possibilidade de monitoramento on line em linha de produção e principalmente por serem não destrutivos, não gerarem resíduos e serem de baixo custo. / Abstract: In this work are described the development of analytical method for acetylsalicylic acid (AAS), paracetamol (PA) and caffeine (CF) determinations in solid phase by fluorescence spectroscopy. The native fluorescence of PA was demonstrated in the solid state for the first time. All studies performed here were developed seeking mainly the application in the quality control in chemical and pharmaceutical industries. The studies were addressed to the development of analytical methods for the AAS and PA determination, individually. Methods for the simultaneous determination (CF and AAS) and (CF and PA) using as statistical tool the multivariate calibration for the models construction, employing the partial least squares regression (PLSR-1) algorithm were also developed. The amount of sample placed in the sample compartment and the distance between the fiber optic and sample were optimized for all analytical methods developed in this work and the better conditions were 25 mg and 0.9 cm, respectively. The developed methods for single determination of AAS and PA in samples gave good performance. A high analytical frequency, being able to reach 300 determinations per hour. The accuracy checked comparing the obtained values by the developed methods with the procedures adopted by the British Pharmacopoeia and the results were statistically the same at 95% confidence level. For the simultaneous determination of the mixtures, the built models presented excellent performance of prediction. The residuals were lower than 10% for most used samples in the external validation set. The quality of the models was evaluated through the coefficient of variability (CV), which changed between 4 and 7% for the models. Looking for innovative methods that generate no residue, quick, non-destructive, on line monitoration in production line and low cost is a good option to the traditional methods. / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Quimica

A leishmaniose é uma doença tropical negligenciada causada por diferentes espécies do gênero Leishmania que atinge grande parte da população mais pobre do mundo e sua manifestação visceral, que é fatal se não tratada, tem se alastrado atingindo grandes cidades, aumentando o número de pessoas com risco de infecção. Dentre os medicamentos em uso, está o análogo lipídico sintético hexadecilfosfocolina (miltefosina), administrado oralmente, que age nas membranas celulares do parasita e pode induzir apoptose, mas com modo de ação não totalmente esclarecido. O primeiro local de interação desse fármaco é a membrana celular do parasita, sendo importante o conhecimento da sua forma de interação. Neste trabalho examinamos propriedades de diversos modelos de membrana com diferentes composições, levando em consideração o conhecimento existente sobre a composição da membrana plasmática da Leishmania. Assim, as membranas modelo foram vesículas unilamelares grandes e gigantes (LUVs e GUVs), de fosfolipídios puros, de misturas binárias com fosfolipídios e colesterol e ainda misturas ternárias com ceramida, um esterol presente nas membranas de Leishmania. A interação com a miltefosina foi estudada em diferentes intervalos de concentração do fármaco. Como técnicas principais utilizamos a espectroscopia de fluorescência, estática e resolvida no tempo, a espectroscopia de correlação de fluorescência, microscopia de fluorescência e confocal e imagens por tempo de vida de fluorescência. Observou-se que a interação entre o fármaco e as membranas lipídicas ocorre de diferentes formas, dependendo i) da razão molar entre o fármaco e os lipídios; ii) da concentração real do fármaco, se abaixo ou acima da concentração micelar crítica (CMC); iii) da composição do modelo de membrana e da fase lipídica da bicamada. Em concentrações abaixo da CMC, a miltefosina tem efeito de fluidificação das bicamadas, principalmente quando elas se encontram em na fase gel, mas esse efeito é pouco pronunciado na presença de colesterol, pois esse composto protege a bicamada do efeito do fármaco. Em vesículas de misturas ternárias de fosfolipídio, colesterol e ceramida em alta concentração, não há separação de fases, e a presença de 10 mol% de miltefosina promove a formação de domínios de ceramida; nas vesículas em que a ceramida está em concentração molar mais baixa, formando domínios, a separação de fases fica menos evidente com o acréscimo de miltefosina. Em razões de concentração miltefosina/lipídio elevadas, mas ainda abaixo da CMC, observa-se diminuição no tamanho das vesículas, por formação de agregados de fármaco/lipídio com porções da bicamada. Em concentrações acima da CMC, ocorrem efeitos drásticos com solubilização de partes cada vez maiores da bicamada da membrana, e esses efeitos ocorrem em tempos menores quanto maior a concentração de miltefosina. Portanto, de maneira geral, o colesterol protege a bicamada do efeito da miltefosina, mas o fármaco tem efeito pronunciado em modelos de membrana de misturas ternárias contendo ceramida. Os efeitos variam com a concentração da miltefosina, com aumento da fluidez da bicamada em baixas razões fármaco/lipídios, solubilização de pequenas porções da bicamada e diminuição do tamanho das vesículas em razões maiores, mas ainda abaixo da CMC, e acima da CMC, formação de agregados do fármaco com porções dos lipídios da bicamada e fragmentação da membrana. / Leishmaniasis is a complex of diseases part of the neglected tropical diseases caused by several species of the genus Leishmania. It reaches a large part of the poorest people in the world and its visceral form, which is fatal if left untreated, has been spread around big cities, increasing the number of people at risk of infection. Among the used drugs for the treatment, there is the synthetic lipid analogue hexadecylphosphocholine (miltefosine), orally administrated, which acts in the cell membranes and can induce apoptosis like death, but its mechanism of action is not totally clear. The first interactions site of this drug is the cell membrane, and it is important to know its mechanism of interaction. In this work we explore properties of several membrane models with different compositions, taking into account the existent knowledge about the composition of the Leishmania plasma membrane. Therefore, the model membranes were giant and large unilamellar vesicles (GUVs and LUVs), formed from pure phospholipids, binary mixtures of phospholipids and cholesterol and ternary mixtures with ceramide, a sterol present in the Leishmania membranes. The interaction with miltefosine was studied in different intervals of drug concentration. The main techniques used were the steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy, fluorescence correlation spectroscopy, confocal and fluorescence microscopy and fluorescence lifetime imaging. The interaction depends on i) the molar ratio of drug and lipids; ii) the real concentration of the drug, if it is below or above the critical micelle concentration (CMC); iii) the composition of the model membrane and the lipid phase of the bilayer. In concentration below the CMC, miltefosine has an effect of bilayer fluidization, mainly when it is in a more ordered phase, but this effect is less pronounced in cholesterol presence, because this compound protects the bilayers from the drug effect. In vesicles from ternary mixtures of phospholipid, cholesterol and ceramide in high concentration, there is no phase separation, and the presence of 10 mol% of miltefosine promotes ceramide domains formation; in vesicles in which ceramide is in low concentration, forming domains, the phase separation is less evident with miltefosine addition. In high concentration ratio miltefosine/lipids, but below CMC, it is observed a decrease in vesicles size with drug/lipids aggregates formation from portion of the bilayer. In concentrations above the CMC, drastic effects occur, with solubilization of bigger portions of the membrane bilayer, and the effects occur in lower times for higher drug concentration. Therefore, generally, cholesterol protects bilayer from the effect of miltefosine, but the drug has a pronounced effect in model membranes of ternary mixtures containing ceramide. The effects vary with miltefosine concentration, increasing the bilayer fluidity in lower drug/lipid ratio, solubilization of small portions of the bilayer and decrease of vesicles size in higher ratios, but still below CMC, and above CMC, formation of aggregates of the drug with portions of bilayer lipids, and membrane fragmentation.

Nos últimos anos, tem havido um crescente interesse na detecção precoce das doenças que afetam as culturas agrícolas a fim de evitar grandes perdas econômicas devido à contaminação de novas plantas. As principais doenças cítricas, cancro cítrico e greening, são uma séria ameaça à produção de citros em todo o mundo, incluindo regiões do Brasil e dos Estados Unidos. A disseminação rápida das doenças leva à redução do número de pomares cultivados, resultando em danos econômicos aos produtores e às indústrias relacionadas. O desenvolvimento de métodos para o diagnóstico precoce pode resultar em uma importante ferramenta para o controle e gestão dos citros. Algumas deficiências nutricionais como a de ferro e zinco apresentam sintomas visuais semelhantes com o greening, enquanto que o cancro cítrico pode ser confundido com a verrugose ou leprose dos citros, podendo levar ao diagnóstico incorreto. Atualmente, somente testes bioquímicos são capazes de detectar especificamente o cancro cítrico e o greening, e consequentemente diferenciá-los das demais doenças e deficiências de nutrientes. No presente trabalho, a técnica de espectroscopia por imagens de fluorescência em conjunto com os métodos de aprendizado e classificação, SVM (do inglês, Support Vector Machine) e ANN (do inglês, Artificial Neural Network), foram utilizadas a fim de identificar e discriminar as principais doenças que afetam a citricultura nos estados de São Paulo/Brasil e da Flórida/EUA. As amostras em estudo são cancro cítrico, verrugose, greening e deficiência de zinco. O objetivo principal é discriminar as doenças com sintomas visuais semelhantes, no caso, cancro cítrico de verrugose e greening de deficiência de zinco para as amostras do Brasil, e greening de deficiência de zinco para as amostras dos Estados Unidos. Os resultados mostram que é possível utilizar a técnica de espectroscopia por imagens de fluorescência em conjunto com os métodos de classificação na discriminação das doenças que apresentam sintomas visuais semelhantes. Ambos os classificadores apresentaram uma elevada precisão na classificação tanto das amostras do Brasil como dos Estados Unidos, destacando assim eficácia da técnica sob condições diferentes. / In recent years, there has been an increasing interest in early detection of diseases that affect agricultural crops to avoid great economic losses due to contamination of new plants. The main citrus diseases, citrus canker and HLB, are a serious threat to citrus production worldwide, including regions in Brazil and the United States. The rapid spread of the diseases leads to the reduction of cultivated orchards resulting in economic losses to producers and industries. The development of methods for early diagnosis can result in an important tool for the control and management of citrus. Some nutritional deficiencies such as iron and zinc have similar visual symptoms to HLB, while the citrus canker can be confused with citrus scab and citrus leprosies, which may lead to incorrect diagnosis. Currently, only biochemical tests are able to detect, specifically, citrus canker and HLB, and thus distinguish them from other diseases and nutrient deficiencies. In this work, the fluorescence imaging spectroscopy technique with the learning and classification methods, SVM (Support Vector Machine) and ANN (Artificial Neural Network), were used to identify and discriminate the main diseases that affect citrus production in the states of São Paulo/Brazil and Florida/USA. The samples studied are citrus canker, citrus scab, HLB and zinc deficiency. The objective is to discriminate the diseases with similar visual symptoms, such as citrus canker from citrus scab and HLB from zinc deficiency for samples from Brazil and HLB from zinc deficiency for samples from the United States. The results show that it is possible to use the fluorescence imaging spectroscopy technique together with the classification methods for the discrimination of the diseases that have similar visual symptoms. Both classifiers showed high accuracy in the classification of the samples from Brazil and the United States, highlighting the efficiency of the technique under different conditions.

Introdução: O transplante renal é amplamente reconhecido como a melhor forma de tratamento para os pacientes que necessitam de terapia de substituição renal. Frequentemente a equipe transplantadora se depara com a difícil questão de determinar se órgãos, provenientes de doadores falecidos e limítrofes ou em parada cardíaca, estão aptos para serem transplantados. É difícil quantificar a intensidade do dano provocado pela isquemia no enxerto a ser utilizado, especialmente se o doador apresentou quadro de instabilidade hemodinâmica com queda significativa da perfusão tecidual e aumento do risco de diminuir a função do enxerto e afetar adversamente sua sobrevida. Desta forma torna-se justificável a utilização da técnica de espectroscopia de fluorescência induzida pelo laser, na tentativa de se avaliar a correlação entre os seus achados e o grau de lesão histológica renal experimental, uma vez que se trata de um método objetivo, não invasivo, rápido e em tempo real que, futuramente, pode ser aplicada nos transplantes renais em humanos. Objetivos: Avaliar a correlação entre os dados da espectroscopia de fluorescência induzida pelo laser e alterações histológicas na isquemia e reperfusão renal em ratos, e se existe diferença significativa na leitura da espectroscopia entre os polos superior, inferior e o terço médio. Materiais e Métodos: Foram utilizados 33 ratos (Rattus norvegicus) machos adultos da linhagem Wistar que, depois de anestesiados, tiveram seus rins esquerdos abordados. Inicialmente os rins foram submetidos à detecção da espectroscopia de fluorescência dos pólos superiores, inferiores e terços médios. As excitações foram geradas por lasers com comprimentos de onda de 408, 442 e 532 nm. Em seguida os pedículos renais esquerdos foram dissecados, isolados e clampeados com auxílio de mini-pinça vascular. Então, os animais foram divididos aleatoriamente em três grupos isquêmicos de 30, 60 e 120 minutos de isquemia quente. Em cada um dos grupos, os rins foram novamente analisados pela espectroscopia de fluorescência, bem como após 5 minutos de reperfusão, utilizando novamente feixes excitatórios com os mesmos comprimentos de onda, nas mesmas regiões renais. Posteriormente os rins esquerdos foram coletados e enviados para estudo histológico. Resultados: O tempo de isquemia mostrou forte influência com a graduação histológica. Com 30 minutos de isquemia, nenhum comprimento de onda (408, 442 e 532 nm) apresentou correlação com a graduação histológica (p = 0,81; p = 0,11; p = 0,21, respectivamente). Com 60 minutos de isquemia, o laser de excitação de 532 nm (na fase de reperfusão) apresentou coeficiente de correlação negativa significativa (r = - 0,61) com a graduação histológica. Na isquemia de 120 minutos, o laser com 442 nm de comprimento de onda (na fase de reperfusão) mostrou o coeficiente de correlação negativa significativa (r = - 0,73) com a graduação histológica. O terço médio renal apresentou média estatística superior à dos polos (p < 0,001) na leitura da espectroscopia de fluorescência. Conclusões: Há correlação entre os dados da espectroscopia de fluorescência induzida pelo laser e as alterações histológicas na isquemia renal em ratos, sendo necessário, durante a investigação, analisar apenas o terço médio renal. / Introduction: Renal transplantation is widely recognized as the best form of treatment for patients who require renal replacement therapy. Often, the transplant team is faced with a difficult question, if organs from deceased marginal donors or non-heart beating donors are able to be transplanted. It is difficult to quantify the intensity of damage caused by ischemia in the graft to be used, especially if the donor had hemodynamic instability with a significant decrease of the tissue perfusion and an increased of the risk of diminishing the graft function which could affect adversely its survival. Thus it is justified to use the technique of laser-induced fluorescence spectroscopy, to assess the correlations between its results and the histological grade in experimental renal injury, since it is an objective, non-invasive, fast and in real-time analysis, which can be applied, in the future, in human kidney transplants. Objectives: To evaluate the correlation between the data of laser-induced fluorescence spectroscopy and histological changes in kidney ischemia and reperfusion in rats, and if there are significant differences of reading between the upper and lower poles and the middle area of such kidneys. Materials and Methods: We used 33 adults male rats (Rattus norvegicus) of Wistar strain, which after anesthetized, had their left kidney addressed. Initially such kidneys were submitted to detection of the fluorescence spectroscopy of the upper pole, lower pole and the middle area. Excitations were generated by lasers having wavelengths of 408, 442 and 532 nm. Then the left renal pedicles were dissected, isolated and clamped. Then the animals were randomized into three ischemic groups of 30, 60 and 120 minutes. In each group, the kidneys were analyzed by fluorescence spectroscopy for the second time, and again after 5 minutes of reperfusion, using excitatory beam with same wavelength, at the poles (upper and lower) and the middle area of the kidneys. Later, the left kidney were collected and sent for histological examination. Results: The ischemia time showed a strong influence on the histological grade. With 30 minutes of ischemia, no wavelength (408, 442 and 532 nm) was correlated with the histological lesions (p = 0.81, p = 0.11, p = 0.21, respectively). With 60 minutes of ischemia, the laser excitation of 532 nm (in the reperfusion phase) showed a significant negative correlation coefficient (r = - 0.61) with the histological grading. In 120 minutes of ischemia, laser with 442 nm wavelength (in the reperfusion phase) showed a significant negative correlation coefficient (r = - 0.73) with the histological grade. The middle area of the kidneys showed a higher average statistically (p< 0,001) than the poles in the reading of fluorescence spectroscopy. Conclusions: There is a strong correlation between the data of laser-induced fluorescence spectroscopy and the histological changes in rats renal ischemia, being necessary, during the investigation, to analyze only the middle area of the kidneys.

O cancro cítrico é uma das doenças mais temidas da citricultura devido ao seu poder de proli-feração nas fazendas, aos danos causados às plantas e aos frutos e à forma de combate adota-da pelos órgãos responsáveis através da erradicação das plantas contaminadas e de outras em sua vizinhança. No Brasil, um dos principais motivos que minimiza a eficiência da erradicação do cancro cítrico é a confirmação do diagnóstico, que necessita ser realizada em alguns laboratórios credenciados. A análise de muitas amostras em conjunto com o tempo gasto com o transporte aumenta a chance de proliferação da doença no campo. Neste trabalho aplicamos técnicas de espectroscopia da fluorescência em folhas de culturas cítricas na intenção de pro-por um método de diagnóstico do cancro cítrico a ser realizado na fazenda e com resposta em tempo real. As amostras experimentais são folhas de variedades cítricas sadias e contaminadas com cancro ou outras doenças. Iniciamos o trabalho aplicando espectroscopia da fluorescência no laboratório. Os resultados provaram a viabilidade do método, mas revelou uma enorme sobreposição de dados ao tentar discriminar o cancro de outra doença. Análises com-plementares nos revelaram que os experimentos deveriam ser feitos no campo, identificando plantas contaminadas e tomando a fluorescência de folhas sadias como referência. A espec-troscopia da fluorescência no campo foi feita com um espectrômetro portátil. O resultado nos possibilitou propor critérios de discriminação do cancro baseado em figuras de mérito. O melhor critério apresentou 79% de acertos, com 88% de sensibilidade e 68% de especificidade. Concluímos que os valores poderiam ser melhores se a espectroscopia fosse realizada com imagens, pois as variações do espectro ocorrem devido ao posicionamento da fibra na lesão do cancro. Passamos a estudar a espectroscopia das imagens da fluorescência com um sistema baseado em um espectrógrafo. Os resultados provaram a viabilidade do estudo e revelaram particularidades espaciais e espectrais das doenças. Infelizmente essa instrumentação só pode ser usada no laboratório, por isso optamos por desenvolver outro sistema mais simples e robusto, a base de uma roda de filtros com filtros passa-banda. Os re-sultados revelaram novas particularidades espaciais e espectrais das amostras, porém nos revelou a necessidade de um processamento de imagem para obter análises quantitativas. O sistema de imagens com filtro ainda foi usado em outro experimento complementar onde as imagens forneceram resultados quantitativos, provando a funcionalidade da técnica. / Citrus canker is one of the most feared diseases of citrus due to its dissemination in the farms, the damage caused to plants and fruits and how to combat adopted by national government through the eradication of infected plants and others in your neighborhood. In Brazil, one of the main reasons that minimizes the effectiveness of citrus canker`s eradication is the confir-mation of the diagnosis by specialized laboratories. The time spent to transport and to analyses many samples increases the chance of canker spreading in the field. In our work we apply spectroscopic techniques of fluorescence in leaves of citrus crops with the aim to propose a method for diagnosis of citrus canker to be held on the farm and real-time response. The expe-rimental samples are leaves of healthy citrus varieties and contaminated with canker or other diseases. We began the work by applying fluorescence spectroscopy in the laboratory. The results proved the feasibility of the method, but showed a huge overlap of data to try to dis-criminate cancer from other diseases. Further analysis revealed that those experiments should be done in the field, focusing to identify infected plants and taking the fluorescence of healthy leaves as a reference. Fluorescence spectroscopy in the field was made with a portable spectrometer. The result allowed us to propose some criteria for canker discrimination based on figures of merit. The best criteria presents 79% correct tests, with 88% sensitivity and 68% specificity. We conclude that these values could be better if the spectroscopy was performed with images, because the variations of the spectrum are due to the positioning of the fiber over the canker lesion. We study the spectroscopy of fluorescence images with a system based on a spectrograph. The results proved its feasibility and revealed spatial and spectral particular features of the diseases. Unfortunately, this instrumentation can only be used in the laborato-ry, so we decided to develop another system more simple and robust. The new system is based on a filter wheel with band-pass filters. The results revealed new spatial and spectral characteristics of the samples, but revealed the need for an image processing for quantitative analysis. This imaging system was still used in another supplementary experiment where the images have provided quantitative results, proving the functionality of the technique.

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No. of bitstreams: 1 versão final tese- versão da corrigida em 12-11-2014- para impressão e entrega.pdf: 3298946 bytes, checksum: 49c8459cd8f0cfb0e3f54792ca63367f (MD5) / CAPES / Medidas relativas aos espectros de Absorção da Albumina Sérica Bovina com variação do comprimento de onda de varredura entre 300 a 500nm demonstraram um aumento nas intensidades da banda de absorção da ASB, após adição de aliquotas dos ligantes (β- lapachonas, cumarinas e Rutinas), sobretudo em 280nm, que é o comprimento de onda de absorção característico dos dois resíduos de triptofano presentes na ASB. Medidas de Dicroísmo Circular confirmam a presença das bandas de absorção características dos resíduos de triptofano, cujos máximos de absorção estão em 208 e 222nm nas diferentes temperaturas estudadas. As modificações obtidas nos espectros de Dicroísmo Circular da ASB a partir da adição de alíquotas das espécies ligantes deram origem ao efeito ocorrido na disposição planar original da α-hélice presente na estrutura secundária da ASB. A emissão fluorescente de ASB nas temperaturas de 298K, 303K, 310K e para os sistemas ASB/β-lapachonas e ASB/rutinas e 288K, 293K, 298K para o sistema ASB/Cumarinas, mostrou um efeito supressivo sobre o espectro de emissão da ASB, sobretudo em 345 nm, emissão do resíduo de triptofano da ASB, após a adição dos ligantes. Os valores para os parâmetros termodinâmicos ΔGo, ΔHo, ΔSo para os sistema ASB/β-lapachonas, ASB/4-metil-7-hidroxicumarinas e ASB/Rutinas não sofreram grandes variações como uma função do ligante. A partir destes valores pode-se concluir que o tipo de interação predominante entre ASB/ligante foi hidrofóbica. A sobreposição entre os espectros de absorção do supressor e de emissão da ASB possibilitou determinar para cada par ASB/supressor a distância crítica de interação e o raio de Foster, os quais mostraram a probabilidade da existência do fenômeno de Transferência da Energia Ressonante de Fluorescência (FRET) em todos os casos. No sistema ASB/β-lapachona e ASB/3-Ácido sulfônico β-lapachona obtivemos respectivamente para um valor médio relativo as três temperaturas de trabalho, temos: R0= 2,69 nm em relação a r = 3,02 e R0 = 2,32nm em relação a r = 3,32. Já para o par 7-hidroxicumarina e 4-metil-7- hidroxicumarina, temos: R0= 3,53 e r = 3,83nm; R0= 3,70 nm e r = 4,33 nm. Por fim, no par ASB/Rutina e ASB/Rutina-metilada: R0= 3,43nm e r = 3,41nm; R0 = 3,14nm e r = 4,03nm. / Measurements relating to the absorption spectra in the wavelength range of 300 to 500nm scan demonstrated an increase in intensity of the absorption band of ASB upon addition of aliquots of ligands (β-lapachonas, coumarins and Rutinas), mainly 280nm, is the wavelength of the absorption characteristic of the two tryptophan residues present in the ASB. Circular Dichroism measurements confirm the presence of characteristic absorption bands of tryptophan residues, which are maximum at around 208nm and 222nm at different temperatures. The changes in the spectra obtained Circular Dichroism of ASB from the addition of aliquots of ligand species gave rise to the effect occurred in planar array of original α-helix present in the secondary structure of ASB. The fluorescent emission of ASB at temperatures of 298K, 303K, and 310K for the ASB / ASB and β-lapachonas / routines and 288K, 293K, 298K for the ASB / Coumarins system, systems showed a suppressive effect on the emission spectrum of ASB , especially at 345 nm, emission of the tryptophan residue of ASB, after the addition of binders. The values for the thermodynamic parameters ΔGo, ΔHo, ΔSo system for ASB / β-lapachonas, ASB / 4-methyl-7-hydroxycoumarins and ASB / Rutinas underwent no significant variations as a function of the ligand. From these values it can seconcluir that the predominant interaction between ASB / binder is hydrophobic. The overlap between the absorption spectra of the suppressor and issued by ASB allowed to determine for each pair ASB / suppressor critical distance the radius of interaction and Foster, that indicate the probability of the existence of the phenomenon Resonant Energy Transfer Fluorescence (FRET) in all cases. In ASB / β- lapachone and ASB / 3-sulfonic acid β-lapachone system obtained respectively for an average value for the three operating temperatures, we have R0 = 2.69 nm against air = 3.02 and R0 = 2, 32nm relative air = 3.32. As for the pair 7-hydroxycoumarin and 4-methyl-7- hydroxycoumarin, we have: r = R0 = 3.53 3,83nm; R0 = 3.70 and r = 4.33 nm nm. Finally, the pair ASB / rutin and ASB / Rutina-methylated: R0 = r = 3,43nm 3,41nm; R0 = 3,14nm and r = 4,03nm.

O cancro cítrico é uma das doenças mais temidas da citricultura devido ao seu poder de proli-feração nas fazendas, aos danos causados às plantas e aos frutos e à forma de combate adota-da pelos órgãos responsáveis através da erradicação das plantas contaminadas e de outras em sua vizinhança. No Brasil, um dos principais motivos que minimiza a eficiência da erradicação do cancro cítrico é a confirmação do diagnóstico, que necessita ser realizada em alguns laboratórios credenciados. A análise de muitas amostras em conjunto com o tempo gasto com o transporte aumenta a chance de proliferação da doença no campo. Neste trabalho aplicamos técnicas de espectroscopia da fluorescência em folhas de culturas cítricas na intenção de pro-por um método de diagnóstico do cancro cítrico a ser realizado na fazenda e com resposta em tempo real. As amostras experimentais são folhas de variedades cítricas sadias e contaminadas com cancro ou outras doenças. Iniciamos o trabalho aplicando espectroscopia da fluorescência no laboratório. Os resultados provaram a viabilidade do método, mas revelou uma enorme sobreposição de dados ao tentar discriminar o cancro de outra doença. Análises com-plementares nos revelaram que os experimentos deveriam ser feitos no campo, identificando plantas contaminadas e tomando a fluorescência de folhas sadias como referência. A espec-troscopia da fluorescência no campo foi feita com um espectrômetro portátil. O resultado nos possibilitou propor critérios de discriminação do cancro baseado em figuras de mérito. O melhor critério apresentou 79% de acertos, com 88% de sensibilidade e 68% de especificidade. Concluímos que os valores poderiam ser melhores se a espectroscopia fosse realizada com imagens, pois as variações do espectro ocorrem devido ao posicionamento da fibra na lesão do cancro. Passamos a estudar a espectroscopia das imagens da fluorescência com um sistema baseado em um espectrógrafo. Os resultados provaram a viabilidade do estudo e revelaram particularidades espaciais e espectrais das doenças. Infelizmente essa instrumentação só pode ser usada no laboratório, por isso optamos por desenvolver outro sistema mais simples e robusto, a base de uma roda de filtros com filtros passa-banda. Os re-sultados revelaram novas particularidades espaciais e espectrais das amostras, porém nos revelou a necessidade de um processamento de imagem para obter análises quantitativas. O sistema de imagens com filtro ainda foi usado em outro experimento complementar onde as imagens forneceram resultados quantitativos, provando a funcionalidade da técnica. / Citrus canker is one of the most feared diseases of citrus due to its dissemination in the farms, the damage caused to plants and fruits and how to combat adopted by national government through the eradication of infected plants and others in your neighborhood. In Brazil, one of the main reasons that minimizes the effectiveness of citrus canker`s eradication is the confir-mation of the diagnosis by specialized laboratories. The time spent to transport and to analyses many samples increases the chance of canker spreading in the field. In our work we apply spectroscopic techniques of fluorescence in leaves of citrus crops with the aim to propose a method for diagnosis of citrus canker to be held on the farm and real-time response. The expe-rimental samples are leaves of healthy citrus varieties and contaminated with canker or other diseases. We began the work by applying fluorescence spectroscopy in the laboratory. The results proved the feasibility of the method, but showed a huge overlap of data to try to dis-criminate cancer from other diseases. Further analysis revealed that those experiments should be done in the field, focusing to identify infected plants and taking the fluorescence of healthy leaves as a reference. Fluorescence spectroscopy in the field was made with a portable spectrometer. The result allowed us to propose some criteria for canker discrimination based on figures of merit. The best criteria presents 79% correct tests, with 88% sensitivity and 68% specificity. We conclude that these values could be better if the spectroscopy was performed with images, because the variations of the spectrum are due to the positioning of the fiber over the canker lesion. We study the spectroscopy of fluorescence images with a system based on a spectrograph. The results proved its feasibility and revealed spatial and spectral particular features of the diseases. Unfortunately, this instrumentation can only be used in the laborato-ry, so we decided to develop another system more simple and robust. The new system is based on a filter wheel with band-pass filters. The results revealed new spatial and spectral characteristics of the samples, but revealed the need for an image processing for quantitative analysis. This imaging system was still used in another supplementary experiment where the images have provided quantitative results, proving the functionality of the technique.