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.

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.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-11-08T19:27:23Z No. of bitstreams: 1 Caroline_Zabotti_2018.pdf: 1717107 bytes, checksum: c78770870a13b69c262faead47da1788 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-08T19:27:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caroline_Zabotti_2018.pdf: 1717107 bytes, checksum: c78770870a13b69c262faead47da1788 (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 / Analytical methodologies for the quantification of bisphenol Metastases are analytical for the quantification of bisphenol. This monitoring if by the consumer this is the environmental pollutant which has been applied in health. In the work in question, we investigated the use of a bisphenol inclusion complex as a strategy for the determination of traffic levels of solutions by spectrofluorimetry. The use of the molecular encapsulation of β-cyclodextrin with the analyte of interest provided a high detection capacity (0.03 ppb) due to an elevation of the inclusion level, which provided higher stiffness for the bisphenol molecule response of fluorescence intensity, without interference of noise or impaired analytical signal. A simple and sensitive spectrofluorimetric method is presented. Linearity was investigated in the range of 3.85 to 26.5 ppm, the source coefficient being among the very significant variables, 0.996. The retention limit was 0.03 ppb for the β-cyclodextrin effect, and the limit of quantification was 7.5 ppm, which was a lower intensity where precision and accuracy were investigated. The method was considered accurate and accurate in the absence of the matrix, since it was verified in the sample selection, there are several unknown results present in the aqueous matrix that provoke internal filter effects. Robustness was evaluated through applications of a central rotational compound design, where the effect of the variables studied in the analytical method was analyzed. The quantification of bisphenol A by fluorescence spectroscopy proved to be a suitable method, easy to learn and fast. / Metodologias analíticas para a quantificação de bisfenol A são desenvolvidas com um objetivo em comum, que é realizar o monitoramento deste composto em diversas matrizes. Este monitoramento se faz necessário pelo fato deste composto ser um poluente ambiental que apresenta efeitos indesejáveis na saúde. No trabalho em questão, foi investigado a aplicação do complexo de inclusão de bisfenol A com βciclodextrina para determinação de níveis traço em solução aquosa por espectrofluorimetria. O uso do encapsulamento molecular da β-ciclodextrina com o analito de interesse proporcionou uma alta sensibilidade de detecção (0,03 ppb) devido a formação do complexo de inclusão, o qual proporcionou maior rigidez para a molécula de bisfenol A e consequentemente, aumento na resposta de intensidade de fluorescência, sem interferências de ruído ou sinal analítico prejudicado. É apresentado um método espectrofluorimétrico simples e sensível. A linearidade foi investigada no intervalo de concentração de 3,75 a 26,5 ppm, sendo o coeficiente de correlação entre as variáveis muito significativo, de 0,996. O limite de detecção obtido foi de 0,03 ppb devido ao efeito da β-ciclodextrina, e o limite de quantificação de 7,5 ppm, sendo esta a menor concentração onde foi investigada a precisão e exatidão. O método foi considerado exato e preciso na ausência da matriz, pois foi verificado na avaliação da seletividade, que há vários compostos desconhecidos presentes na matriz aquosa que provocam efeitos de filtro interno. A robustez foi avaliada por meio da aplicação de um delineamento composto central rotacional, onde foi avaliado o efeito das variáveis estudadas no método analítico. A quantificação de bisfenol A por espectroscopia de fluorescência mostrou-se um método adequado, fácil de realizar e relativamente rápido.

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.

Orientadores: Luiz Paulo Kowalski, Cristina Kurachi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francisco_AnaLuciaNoronha_D.pdf: 1746316 bytes, checksum: 57e6c356302ad93eddf308f33c31ff65 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O tratamento mais empregado para os carcinomas de células escamosas da boca é a ressecção cirúrgica, sendo ou não acompanhada de radio e/ou quimioterapia. O tratamento é simplificado, diminuindo número de recidivas e aumentando a sobrevida, quando as lesões encontram-se em estágios iniciais, conforme localização anatômica e diagnóstico de margens cirúrgicas livres. Frente a isto, o desenvolvimento e aperfeiçoamento de técnicas para um diagnóstico precoce, assim como de uma acurada definição das margens cirúrgicas livres e correta delimitação da extensão do câncer boca, com o intuito de melhorar a qualidade de vida e a taxa de sobrevida desses pacientes, tornam-se de grande importância. A espectroscopia de fluorescência é uma ferramenta diagnóstica não invasiva que pode auxiliar na detecção do câncer em tempo real, com o potencial de fornecer sensibilidade e especificidade semelhantes ao diagnóstico clínico de profissionais experientes. É uma técnica relativamente simples, rápida e acurada que consiste em avaliar a composição bioquímica e a estrutura do tecido pelo espectro de fluorescência emitido por ele, após aplicação de um feixe de luz. Quando há progressão de um estado normal para um estado alterado, isso é refletido nas características espectrais da fluorescência dos tecidos, podendo ser correlacionada com o exame histopatológico destes tecidos. O objetivo do presente estudo consistiu em discriminar, na mucosa bucal, tecido sadio de neoplásico, por meio de espectroscopia de fluorescência avaliando as margens ressecadas cirurgicamente. As avaliações ocorreram nos pacientes do Departamento de Cirurgia de Cabeça e Pescoço e Otorrinolaringologia do AC Camargo Câncer Center. O estudo obteve aprovação dos Comitês de Ética em Pesquisa das instituições participantes. A amostra consistiu de 75 indivíduos nos quais se realizou a espectroscopia de fluorescência dos quais 45 pacientes eram portadores de carcinoma oral e 30 voluntários com mucosa oral clinicamente normal. 29 casos (64.4%) do sexo masculino e a média de idade foi de 61.3 anos. Foram realizadas biópsias e os resultados destas duas metodologias foram comparados, usando o diagnóstico histopatológico como padrão ouro, para identificar características espectrais de entre tecidos clinicamente não alterados das margens cirúrgicas da mucosa de voluntários. Os espectros foram classificados e comparados com a histopatologia para determinação da eficiência na discriminação diagnóstica empregando-se a fluorescência. A análise inicial foi qualitativa e após consistiu de processamentos matemáticos dos espectros com excitação nos comprimentos de 532 e 406nm. Observou-se a variabilidade entre os indivíduos, entre os sítios anatômicos, entre regiões da mesma lesão e entre tecido clinicamente normal de voluntários e tecido das margens cirúrgicas em momentos in situ. Foram observadas também grandes diferenças entre espectros in situ e ex vivo, em concordância com resultados de outros estudos. A acurácia da técnica variou em função do tipo de análise empregada, mas pode-se constatar o seu potencial de uso como instrumento auxiliar para avaliar margens cirúrgicas no câncer de boca / Abstract: The most widely used treatment for squamous cell carcinoma of the mouth is surgical resection, whether or not accompanied by radiation and/or chemotherapy. The treatment is simplified, reducing the number of recurrences and increasing survival when the lesions are in the early stages, according to anatomical site and diagnosis of disease-free surgical margins. The development and improvement of techniques for early diagnosis, as well as an accurate definition of disease-free surgical margins and correct delineation of the extent of the mouth cancer, is an important part of improving the quality of life and survival rate for these patients. Fluorescence spectroscopy is a noninvasive diagnostic tool that can aid in real-time cancer detection, with the potential to provide similar sensitivity and specificity to that of the clinical diagnoses of experienced professionals. It is a relatively simple, fast and accurate technique that assesses the biochemical composition and structure of the tissue by the fluorescence spectrum emitted after the application of a beam of light. When there is progression from a normal state to an altered state, this is reflected in the spectral characteristics of the fluorescence of the tissues, which may be correlated with the histopathological examination of these tissues. The aim of this study was to discriminate, in oral mucosa, healthy tissue through fluorescence spectroscopy by evaluating surgically resected margins. Assessments occurred in patients of the Head and Neck Surgery and Otorhinolaryngology Department of A.C. Camargo Cancer Center. The study was approved by the Research Ethics Committee of the institution. The sample consisted of 75 individuals who underwent fluorescence spectroscopy, of which there were 45 individuals with oral carcinoma and 30 healthy volunteers with normal oral mucosa. Twenty-nine cases (64.4%) were male and the mean age was 61.3 years. Biopsies were performed and the results of these two methods were compared using histopathology as the gold standard to identify spectral characteristics from clinically unchanged tissues to surgical margins of the mucosa of volunteers. The spectra were classified and compared with histopathology for determining the efficiency of diagnostic discrimination of employing fluorescence. The initial analysis was qualitative and consisted of following mathematical processing of the spectra with excitation in lengths of 532 and 406 nm. Variability was observed among individuals, anatomical sites, regions of the same lesion and clinically normal tissue of volunteers and the tissue of surgical margins in situ. Also observed were large differences between spectra in situ and ex vivo, in agreement with results of other studies. The accuracy of the technique varied according to the type of analysis used, but its potential use is noted as an aid to evaluated surgical margins in oral cancer / Doutorado / Estomatologia / Doutora em Estomatopatologia

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:29:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_Wanderley_D.pdf: 7898803 bytes, checksum: a3cfeddad1f4454d1be226768affcb5b (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O silício grau metalúrgico (SiGM) é largamente produzido através da carboredução do quartzo (Si02) a altas temperaturas, em processo sob fomo de arco submerso. Entretanto, para se obter uma composição química de 98% a 99,5% em. peso, toma-se necessário submeter a uma ou mais etapas de refino através da injeção de nitrogênio e/ou oxigênio ao silício em estado fundente. Desta forma, conduz-se a reações entre estas impurezas presentes no material fundido e os gases, originando as denominadas escórias, que correspondem ao volume de ~10% do volume total de SiGM produzido. No Brasil, a geração anual destas escórias é de ~20,000 toneladas. Normalmente, estas escórias contêm 50% de silício total e 25-30% de Si livre (sendo o restante encontrado disperso sob a forma de óxidos, carbetos, silicatos e silicetos, tais como: SiO2, CaSiO4, SiC, CaSi, CaO, e FeO). A caracterização da composição química e da estrutura cristalina da escória de silício foi realizada aplicando-se as técnicas de espectroscopia de fluorescência de raios-X (FRX) e difração de raios-X (DRX). Observou-se que os elementos majoritários são Si (39-45%), Ca (5-11%), Fe (1-2%), e Al (1-8%). As principais fases cristalinas detectadas foram: silício, siliceto de ferro e silicato de cálcio. As concentrações destas fases foram determinadas por DRX usando o método de padrão interno. Outra contribuição relevante desta pesquisa foi o desenvolvimento de um processo de extração do silício metálico a partir das escorias por plasma térmico, que resulta na obtenção de um silício com pureza equivalente ao silício grau metalúrgico (SiGM) / Abstract: Metallurgieal Grade Silicon (MGSi) is produced by a well-established industrial process that consists of the carbo-reduction of quartz in a submerged are fumace under high temperature. The process is an intensive energy consumption method (13 - 15 kWh to each kilogram of produced MGSi). After tapered, the MGSi is submitted to some purification stages in order to archive the commereial chemieal purity (98% to 99.5% of silicon). These purification stages consist of the injection of reactive gases, mostly nitrogen or oxygen, in order to remove the most reactive impurities like aluminum, calcium, magnesium, and with minor effectiveness iron. The material formed on these chemical reactions involving the impurities and the gas-stream constitutes the slag. The total slag amount formed in the silicon process ranges from 7% to 10% of the total silicon produced. In Brazil, the amount of produced slag ranges about 20,000 t/y. Afier the refining stage, the silicon is left to cooling, being mechanically separated from slag. These slags usually have about 50% of total silicon and 25% to 30% of free-silicon. Silicon is presented in other forms mainly oxides, carbides, silicates and silicides like SiO2, CaSiO4, SiC, CaSi, and FeSi. The chemical composition and the crystalline structure of silicon slag were characterized by X-ray fluorescence spectrometry (XRF) and X-ray Diffraction (XRD), respectively. It was observed that the major elements of silicon slags are: Si (39-45%), Ca (5-11%), Fe (1-2%), and Al (1-8%) and the main crystalline phases are: silicon, iron silicide and calcium silicate. Their concentrations were determined by XRD with the internal standard method in several samples. This research work presents also the results of a thermal plasma process employed to recover the free-silicon present in the process slag. The process consists of a laboratory-scale closed reactor, lined with refractory and insulating materials, a cooled anode at the fumace bottom and a DC arc-transferred plasma torch. The furnace feed could be continuous or in batch mode. The overall recovering of silicon and the material's quality presented here points to a very promising technology that could help to avoid wasting non-renewable raw materials (like quartz), charcoal and energy / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:28:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ogata_DanielaYuri_D.pdf: 15925695 bytes, checksum: ce71b31645d5bdbd2ec19e0019602390 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Neste trabalho foram investigados os parâmetros que afetam a dopagem durante o processo de deposição fase-vapor (V AD) da preforma porosa, e a sua possível correlação com as propriedades da sílica-germânia, utilizando técnicas de caracterização, tais como, o espalhamento de raios-X à baixo ângulo (SAXS), diftação de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de tluorescência de raios-X (FRX). Os resultados mostraram uma forte dependência de alguns parâmetros de deposição nas propriedades da preforma, particularmente a razão de gases H2/02, e a temperatura da superfície de deposição. Os parâmetros de deposição também afetam as flutuações na densidade eletrônica da preforma porosa na região de mícron e sub-mícron. Observou-se a deposição de germânia cristalina, que após a consolidação favorece a formação de "clusters" ricos em germânia. O entendimento dos parâmetros que afetam as propriedades da sílica-germânia abre perspectivas de grande relevância para introdução de inovações tecnológicas no processo, aplicado ao desenvolvimento de fibras ópticas de ultra-baixa atenuação óptica, e dispositivos para óptica não-linear / Abstract: This research reports the study of deposition parameters of V AD (Vapor -phase Axial Deposition) silica-germanium and their correlation with structural properties. Characterization studies were conducted by small-angle X-ray scattering (SAXS), X-ray difftaction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM), and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). The results show a strong correlation of deposition parameters and prefonn properties, particularly for H2/O2 ratios, and surface deposition temperatures. The deposition parameters also affect the electronic density fluctuation of porous preform in the range of micron and sub-micron order. Germania crystalline phase was observed in the soot prefonn. After consolidation process, the crystalline phase disappeared but nano-order "clusters" belonging to gennania-rich domains were detected by anomalous small angle scattering using synchrotron radiation. The understanding of deposition parameters and their correlation with silica-gennania properties opens relevant perspectives to develop new properties in silica-germania applied to an ultra-low attenuation optical fiber and non-linear optical devices / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

A terapia fotodinâmica (PDT) é uma alternativa promissora de tratamento para lesões pré-cancerosas e para câncer de pele não-melanoma, como o carcinoma espinocelular, agressivo e potencialmente metastático. Visando melhorar a eficiência da terapia fotodinâmica de carcinoma espinocelular de pele, este estudo otimizou o tempo para início da terapia, avaliou a eficácia dos fotossensibilizadores ácido aminolevulínico (ALA- 20%) e o metil-ester aminolevulínico (MEALA-10%) e verificou o coeficiente de atenuação relativo à pele normal dos grupos experimentais, por meio de Tomografia por Coerência Óptica. Para a indução do tumor foi realizada a carcinogênese química (DMBA/TPA) por um período de 28 semanas. A espectroscopia de fluorescência foi utilizada para monitoração da emissão da molécula de protoporfirina IX, induzida pelo ALA e MEALA. A aquisição de dados a cada 30 minutos totalizando um período de 360 minutos, permitiu verificar a máxima incorporação de ALA e MEALA em 300 e 330 minutos após a aplicação, respectivamente. Após a otimização foi realizada a PDT, avaliação clínica, histopatológica e análise por OCT dos grupos experimentais, por meio das quais verificou-se maior eficiência do grupo tratado com MEALA. No período de 20 dias, o percentual de lesões com redução de área maior que 50%, foi de 33% na PDT com ALA e 83% para o MEALA. Os coeficientes de atenuação ópticos para os grupos com neoplasia foram maiores do que os do grupo controle. Os grupos tratados com PDT apresentaram valores de coeficiente de atenuação que se aproximam dos valores obtidos para a pele sadia, evidenciando a resposta ao tratamento. Entretanto para ambos os fotossensibilizadores utilizados, a PDT mostrou-se eficaz quando iniciada nos tempos determinados neste estudo, e a técnica de OCT mostrou-se uma potencial ferramenta na avaliação deste tratamento. / Photodynamic therapy (PDT) is a promising alternative for pre-cancerous lesions and non-melanoma skin cancer treatment as squamous cells carcinoma, which is aggressive and potentially metastatic. Aiming the improvement of photodynamic therapy efficiency for skin squamous cells carcinoma, this study has optimized the time to start the therapy, it also evaluated the effectiveness of the aminolevulinic acid (ALA-20%) and methyl-ester aminolevulinic (MEALA-10%) as photosensitizers as well as verified the optical attenuation coefficient relative to normal skin of the experimental groups by optical coherence tomography (OCT). A chemical carcinogenesis was performed (DMBA/TPA), by a period of 28 days. Fluorescence Spectroscopy was used to monitor the emission of protoporphyrin IX induced by ALA and MEALA. Signal acquisition was performed every 30 minutes for a total period of 360 minutes, showing a maximum incorporation of ALA and MEALA, 300 and 330 minutes after the application. PDT was conducted after the optimization of the irradiation time. Clinical and histopathologic evaluation and OCT analysis of the experimental groups showed higher efficiency of the MEALA-treated group. After 20 days of treatment, the percentage of lesions with area reduction greater than 50%, was 33% for the ALA group and 83% for the MEALA group. The optical attenuation coefficients for groups with cancer were higher than those in the control group. The groups treated with PDT presented attenuation coefficient values that are close to the values obtained for healthy skin, showing the positive response to the treatment. This study showed that PDT was effective for both photosensitizers when initiated at the times determined in this study, and OCT technique proved to be a potential tool in the assessment of this treatment.

A exposição crônica à radiação ultravioleta (UV) resulta no fotoenvelhecimento da pele humana. A fim de tratá-lo, a terapia fotodinâmica (TFD) - técnica que utiliza luz, um fotossensibilizador (FS) e oxigênio molecular - tem sido utilizada em ambientes clínicos, no entanto são escassas as investigações que revelam os achados histopatológicos desse tratamento na pele fotoenvelhecida. Com isso, o objetivo deste trabalho foi analisar experimentalmente os efeitos da TFD na pele fotoenvelhecida de camundongos por meio de técnicas ópticas e histológicas. Portanto, foram utilizados camundongos hairless (sem pelo) distribuídos aleatoriamente em diferentes grupos, tais como: Controle, animais de pele sadia envelhecida intrinsecamente, não irradiados com luz UV e não tratados; UV, animais irradiados com luz UV e não tratados; UV/Luz, animais irradiados com luz UV e tratados com fototerapia; UV/TFD, animais fotoenvelhecidos (irradiados com luz UV) e tratados com a TFD; e Controle/TFD, animais de pele sadia envelhecida intrinsecamente e tratados com TFD. A indução do fotoenvelhecimento foi realizada por diferentes fontes de luz contendo, principalmente, a banda espectral UV; para a TFD, foram utilizadas fontes de luz com comprimento de onda de 415, 630 e 635 nm (azul e vermelho) juntamente com o ácido 5-aminolevulínico (ALA), precursor do FS endógeno protoporfirina IX (PpIX). Para fazer o seguimento da TFD por técnicas ópticas, foram realizadas espectroscopia de fluorescência, imagem de fluorescência de campo amplo e tomografia por coerência óptica (OCT, do inglês optical coherence tomography). A avaliação histopatológica pós-TFD foi realizada com os corantes HE, Tricrômio de Masson (TM) e Verhoeff a fim de analisar a espessura da epiderme, o infiltrado inflamatório, o conteúdo de colágeno na derme e sua espessura e a qualidade das fibras elásticas. Como resultado, observouse aumento significativo da espessura da epiderme pela regeneração dos queratinócitos e deposição de novas fibras colágenas dérmicas apenas nos animais tratados com ALA-TFD, tanto irradiados quanto não-irradiados com luz UV (grupos UV/TFD e Controle/TFD, respectivamente). Assim, torna-se evidente que a TFD trata a pele fotoenvelhecida do camundongo hairless pelos achados histopatológicos e através das imagens de OCT. Com isso, este trabalho agrega informação às investigações clínicas a respeito da TFD no tratamento da pele fotoenvelhecida, atestando seu uso para o fotorrejuvenescimento cutâneo. / The chronic exposure to ultraviolet radiation (UVR) leads to photoaging of the human skin. As a treatment, the photodynamic therapy (PDT) which brings together light, a photosensitizer, and molecular oxygen has been extensively used on clinical trials; however, there are few studies that highlight the histopathologic findings regarding this technique on photoaged skin. Thus, the aim of this study was to analyze experimentally the effects of PDT on photoaged skin of hairless mice by means of optical and histopathologic assessments. For this, hairless mice were randomly allocated in different groups, such as: Control, animals with healthy aged skin, neither exposed to an UV lamp nor treated; UV, animals exposed to an UV lamp with no treatment; UV/Light, animals exposed to an UV lamp and treated just with light; UV/PDT, animals exposed to an UV lamp and treated with PDT; and Control/PDT, animals with healthy aged skin treated with PDT. The photoaging process was induced by different light sources, which had mainly the UV spectrum; for the PDT, light sources of different wavelengths (415, 630, 635 nm) were used (blue and red light sources) and the 5-aminolevulinic acid (ALA), PS precursor of the endogenous protoporphyrin IX (PpIX). In order to follow the PDT protocol up by means of optical techniques, we used fluorescence spectroscopy, fluorescence images and optical coherence tomography. The histopathologic assessment after the PDT procedure was performed with H&E, Massons Trichrome and Verhoeff stains for epidermal thickness, inflammatory infiltrate, dermal collagen content, dermal thickness, and quality of elastic fibers. As a result, it has been observed a significant epidermal thickening due to keratinocytes regeneration and newly formed dermal collagen fibers only on the groups treated with PDT-ALA (UV/PDT and Control/PDT groups). Therefore, it is evident that PDT treats the photoaged skin of hairless mice since histopatologic findings and OCT images have shown those morphology changes. In conclusion, this work add information to the clinical trials regarding the PDT as a reliable technique to treat photoaged skin, proving its use for the skin photorejuvenation.

Neste trabalho, estudamos a interação de um peptídeo antimicrobiano com membranas modelo, por meio de dicroísmo circular (CD), fluorescência e microscopia óptica. Tal peptídeo, chamado de híbrido, foi sintetizado como uma mistura das regiões mais ativas de dois outros peptídeos antimicrobianos, chamados de pediocina A e plantaricina 149. Esse peptídeo híbrido possui carga de +8, em pH fisiológico, e as membranas estudadas foram compostas por uma mistura de fosfolipídeos zwiteriônicos (cabeça polar de fosfatidilcolina, PC) e aniônicos (cabeça polar de fosfatidilglicerol, PG), em diferentes razões molares. Os resultados de CD evidenciaram que este peptídeo se apresenta de forma desordenada em solução aquosa, porém adota uma conformação helicoidal na presença de grandes vesículas unilamelares carregadas negativamente (LUVs). A quantidade de componente helicoidal é dependente da quantidade de lipídeo negativo presente na bicamada lipídica. A fluorescência do triptofano revelou um deslocamento para o azul muito significativo, chegando a 20 nm para membranas compostas por 100 mol% de PG. Os dois resultados (CD e fluorescência) indicam que a região dos aminoácidos que contém o triptofano deve estar interagindo muito fortemente com a região hidrofóbica da membrana, numa conformação tipo-helicoidal. Experimentos de vazamento de carboxifluoresceína encapsulada em LUVs, por espectroscopia de fluorescência, demonstraram a ação lítica do peptídeo induzindo a formação de poros nas membranas, independentemente da composição das LUVs. Entretanto, a razão molar peptídeo:lipídeo necessária para induzir vazamento da sonda foi menor para membranas lipídicas compostas por bicamadas contendo altas quantidades de PG. Tal fato coloca em evidência o papel fundamental da interação eletrostática entre os peptídeos carregados positivamente com as membranas carregadas negativamente para o processo de ligação e mecanismo de ação deste peptídeo. Para estudar mais detalhadamente o mecanismo de ação, realizamos experimentos de microscopia óptica em vesículas unilamelares gigantes. Concluímos que o peptídeo provoca total desestabilização das vesículas unilamelares gigantes, com formação de poros, seguidos de ruptura da bicamada lipídica e sua transformação em pequenos e mal definidos complexos de peptídeos e fosfolipídeos. / In this work, we investigated the interaction between an antibacterial peptide with model membranes, by means of circular dichroism (CD), fluorescence and optical microscopy. Such a peptide was synthesized from the most active regions of two others antimicrobial peptides, namely pediocin A and plantaricin 149. The hybrid peptide has a net charge of ~ +8, at physiological pH, and the studied model membranes were composed of a mixture of zwitterionic phospholipids (phosphatidylcholine polar head) and anionic phospholipids (phosphatidylglycerol polar head), at differente molar ratio. The CD results evidenced that the peptide was essentially structureless in aqueous solution, but acquired an helical conformation in the presence of charged large unillamellar vesicles LUVs. The helical content is dependent on the negative charge amount on membrane surface. The tryptophan fluorescence revealed a significant blue shift of the maximium emission wavelength, up to 20 nm for the membranes composed of 100 mol% of PG in respect to the peptide fluorescence in the aqueous solution. This indicates that part of the aminoacid residues, that contains the tryptophan, must be buried into the hydrophobic medium of the lipid membrane. Leakage experiments using fluorescence spectroscopy of carboxyfluorescein encapsulated in LUVs demonstrated the lytic action of the peptide, inducing the pore formation in the membrane, regardless of lipid membrane composition. However, it should be stressed that the peptide:lipid molar ratio necessary to induce probe leakage was smaller for lipid membranes made up of large PG amounts. Such evidence points out the key role of the electrostatic interaction between a positively charged peptide and the negatively charged membrane, mediated by hydrophobic contribution. To gain further insight into the lytic mechanism of the peptide, we performed single vesicle experiments using giant unilamellar vesicles under optical microscopy observations. We conclude that the peptide provokes a total membrane desestabilization, with pore formation, followed by a membrane disruption and its transformation into smaller and not well defined complexes of phospholipids and peptides.