O objetivo deste trabalho é estudar o nível de organização dos cristalitos de surfactantes aniônico, catiônico e zwiteriônico com o aumento na densidade destas moléculas sobre um cristal de germânio. As análises foram realizadas por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier acoplada à técnica de reflexão total atenuada (FTIR-ATR). Este estudo apresenta importantes aspectos na organização do dodecilsulfato de sódio (SDS), do N-hexadecil-N,N-dimetil-3-amônio-1-propanosulfato (HPS), do brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB) e do brometo de dodeciltrimetilamônio (DTAB). No SDS é observado um deslocamento de 1.7 cm-1 para valores de maior frequência na banda de estiramento assimétrico do CH2, vass (CH2), enquanto que é observado um deslocamento de 0.9 cm-1 na banda de estiramento simétrico, vsim (CH2). Este deslocamento para valores de maior frequência nas bandas de estiramento está associado com um aumento na desorganização da cadeia alifática com o aumento na densidade de moléculas sobre o elemento de ATR. A banda de deformação angular do CH2, δ(CH2), apresenta um valor em 1468 cm-1 que é também um indicativo de desorganização. No CTAB não é observado variações acentuadas nos valores das frequências vibracionais. Na banda vass (CH2) do DTAB é observado um deslocamento de 4.5 cm-1 para valores de menor frequência. Embora seja observado valores próximos de 2920 cm-1 para a banda vass (CH2), que é um indicativo do estado líquido de surfactantes, o que é observado nesse estudo são cristalitos de DTAB. O deslocamento da banda vsim (CH2) do DTAB é da ordem de 2 cm-1. Estas mudanças nas bandas vass (CH2) e vsim (CH2) são um indicativo da diminuição nas conformações gauche e um aumento nas conformações trans ao longo da cadeia alifática. O valor da freqüência em torno de 1472 cm-1 para a banda δ(CH2) é também um indicativo de uma maior organização na cadeia de CH2 do DTAB. Para o HPS é observado um deslocamento de 2.6 e 2.7 cm-1 para valores de maior frequência nas bandas vass (CH2) e vsim (CH2), respectivamente. A banda δ(CH2) do HPS apresenta um deslocamento de 4 cm-1 para valores de maior frequência. A variação nas bandas vass (CH2), vsim (CH2), e δ(CH2) ressalta o aumento na desorganização da cadeia alifática com o aumento na densidade de moléculas de HPS sobre o germânio. / The objective of this work is study the order level of anionic, cationic and zwitterionic surfactants with the increase of their density packing on the surface of a germanium element. The analyses were performed by a Fourier transform infrared-attenuated total reflection spectroscopy. This study shows important insights on the conformational order of sodium dodecyl sulfate (SDS), N-hexadecyl-N-N -dimethyl-3-ammonio-1-propane-sulfonate (HPS), hexadecyl-trimethylammonium bromide (CTAB) and dodecyl trimethylammonium bromide (DTAB). It is observed a shift of 1.7 and 0.9 cm-1 to higher frequency values of the CH2 asymmetric (vass (CH2)) and symmetric (vsim(CH2)) stretching bands for the SDS molecules, respectively. The latter shift to higher frequency values is associated with the disorder of the aliphatic chain due to the increase of density packing of SDS molecules on the germanium element. The CH2 scissoring band [δ (CH2)] shows a value in 1468 cm-1, which is also an indicative of conformational disorder. It is not observed any accentuated change on the vibrational frequency values of the CTAB molecules. The vass (CH2) band of the DTAB molecules is shifted 4.5 cm-1 to lower frequency values. Although it is observed values near 2920 cm-1 for the vass(CH2) band, indicating a surfactant liquid phase, it is shown in this study that there are indeed DTAB crystallites. The shift of DTAB vsim(CH2) band is around 2 cm-1. These changes in vass(CH2) and vsim(CH2) band are an indicative of a decrease in gauche conformations and an increase in all-trans conformations over the aliphatic chain. The frequency value around 1472 cm-1 for the δ(CH2) band is also an indicative of the order in CH2 chain of DTAB. It is observed a shift of 2.6 and 2.7 cm-1 to higher frequency values of vass (CH2) and vsim(CH2) bands of the HPS molecule, respectively. The δ(CH2) band of the HPS molecule presents a shift of 4 cm-1 to higher frequency values. These variations in vass (CH2), vsim(CH2), and δ(CH2) bands stand out the disorder of the aliphatic chain due to the increase of the density packing for the HPS molecules on the germanium surface.

According to the last global burden of disease published by the World Health Organization, tumors were the third leading cause of death worldwide in 2004. Among the different types of tumors, colorectal cancer ranks as the fourth most lethal. To date, tumor diagnosis is based mainly on the identification of morphological changes in tissues. Considering that these changes appears after many biochemical reactions, the development of vibrational techniques may contribute to the early detection of tumors, since they are able to detect such reactions. The present study aimed to develop a methodology based on infrared microspectroscopy to characterize colon samples, providing complementary information to the pathologist and facilitating the early diagnosis of tumors. The study groups were composed by human colon samples obtained from paraffin-embedded biopsies. The groups are divided in normal (n=20), inflammation (n=17) and tumor (n=18). Two adjacent slices were acquired from each block. The first one was subjected to chemical dewaxing and H&E staining. The infrared imaging was performed on the second slice, which was not dewaxed or stained. A computational preprocessing methodology was employed to identify the paraffin in the images and to perform spectral baseline correction. Such methodology was adapted to include two types of spectral quality control. Afterwards the preprocessing step, spectra belonging to the same image were analyzed and grouped according to their biochemical similarities. One pathologist associated each obtained group with some histological structure based on the H&E stained slice. Such analysis highlighted the biochemical differences between the three studied groups. Results showed that severe inflammation presents biochemical features similar to the tumors ones, indicating that tumors can develop from inflammatory process. A spectral database was constructed containing the biochemical information identified in the previous step. Spectra obtained from new samples were confronted with the database information, leading to their classification into one of the three groups: normal, inflammation or tumor. Internal and external validation were performed based on the classification sensitivity, specificity and accuracy. Comparison between the classification results and H&E stained sections revealed some discrepancies. Some regions histologically normal were identified as inflammation by the classification algorithm. Similarly, some regions presenting inflammatory lesions in the stained section were classified into the tumor group. Such differences were considered as misclassification, but they may actually evidence that biochemical changes are in course in the analyzed sample. In the latter case, the method developed throughout this thesis would have proved able to identify early stages of inflammatory and tumor lesions. It is necessary to perform additional experiments to elucidate this discrepancy between the classification results and the morphological features. One solution would be the use of immunohistochemistry techniques with specific markers for tumor and inflammation. Another option includes the recovering of the medical records of patients who participated in this study in order to check, in later times to the biopsy collection, whether they actually developed the lesions supposedly detected in this research. / De acordo com o último compêndio de doenças publicado pela Organização Mundial da Saúde, tumores foram a terceira principal causa de morte mundial em 2004, sendo o câncer colorretal o quarto mais letal. O diagnóstico de tumores baseia-se, principalmente, na identificação de alterações morfológicas dos tecidos. Considerando-se que estas surgem após alterações bioquímicas, o desenvolvimento de técnicas espectroscópicas pode contribuir para a identificação de tumores em estágios iniciais, já que estas são capazes de caracterizar bioquimicamente as amostras em estudo. Esta pesquisa teve por objetivo desenvolver uma metodologia baseada em microespectroscopia infravermelha para caracterização de amostras de cólon, visando fornecer informações complementares ao médico patologista. Foram estudados três grupos de amostras obtidas de biópsias humanas incluídas em parafina: tecido normal (n=20), lesões inflamatórias (n=17) e tumores (n=18). Dois cortes histológicos adjacentes foram coletados de cada bloco. O primeiro corte foi submetido à remoção química de parafina e coloração H&E. O segundo corte foi utilizado para aquisição de imagens espectrais, não sendo submetido à remoção de parafina ou à coloração química. Foi implementada uma técnica computacional para pré-processamento dos espectros coletados, visando identificar a parafina nas imagens e corrigir variações na linha de base espectral. Tal metodologia foi adaptada para incluir dois tipos de controle de qualidade espectral. Após o pré-processamento, espectros pertencentes a uma mesma imagem foram comparados e agrupados de acordo com suas semelhanças bioquímicas. Os grupos obtidos foram submetidos à análise de um médico patologista que associou cada grupo a uma estrutura histológica, tendo como base o corte corado com H&E. Esta análise revelou as diferenças bioquímicas entre os três grupos estudados. Os resultados mostraram que inflamações severas tem propriedades bioquímicas semelhantes às dos tumores, sugerindo que estes podem evoluir a partir de tais inflamações. Foi construído um banco de dados espectral contendo as informações bioquímicas identificadas em cada grupo na etapa anterior. Espectros de novas amostras foram comparados com a informação contida no banco de dados, possibilitando a sua classificação em um dos três grupos: normal, inflamação ou tumor. O banco de dados foi validado interna e externamente por meio da sensibilidade, especificidade e acurácia de classificação. Discrepâncias foram encontradas ao comparar os resultados da classificação com os cortes histológicos corados com H&E. Algumas regiões que se mostram histologicamente normais foram identificadas como inflamação pelo algoritmo de classificação, assim como regiões histologicamente inflamadas foram classificadas no grupo tumoral. Tais discrepâncias foram consideradas como erros de classificação, ainda que possam ser indícios de que alterações bioquímicas estejam ocorrendo nos tecidos analisados. Neste caso, a metodologia desenvolvida teria se mostrado capaz de identificar precocemente lesões inflamatórias e tumorais. É necessário realizar experimentos adicionais para elucidar esta discrepância entre o algoritmo de classificação e a morfologia do tecidual. Uma solução seria o emprego de técnicas de imunohistoquímica com marcadores específicos para câncer e inflamação. Outra opção seria recuperar os registros médicos dos pacientes que participaram deste estudo para verificar se, em períodos posteriores à coleta da biópsia, houve realmente o desenvolvimento das lesões supostamente identificadas neste estudo.

Os mecanismos moleculares relacionados ao desenvolvimento e à progressão de cânceres são extremamente complexos. A espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) é capaz de detectar alterações bioquímicas de materiais biológicos, permitindo a importante caracterização e diferenciação de células. Através da observação individual de bandas de absorção, é possível identificar semelhanças e diferenças entre células, através das quais é possível entender parte das alterações que ocorrem em linhagens celulares pertencentes à um mesmo grupo de doenças ou entre células sadias e neoplásicas. Neste trabalho foram caracterizados quatro conjuntos de células neoplásicas através da espectroscopia por FTIR. Cada conjunto foi composto por duas linhagens celulares: o primeiro conjunto foi composto por uma linhagem de melanoma murino (B16F10) e melanoma humano (C8161); o segundo conjunto continha uma linhagem de adenocarcinoma de cólon (HT-29) e outra de adenocarcinoma cérvix (HeLa); o terceiro conjunto foi composto por duas linhagens de câncer de mama humano (SKBr3 e MCF-7); por fim, o último conjunto possuía uma linhagem de leucemia humana do tipo T (JURKAT) e células mononucleares de sangue periférico (PBMC). Comparando-se todas as linhagens celulares, diferenças com relação à algumas bandas de absorção foram identificadas: 1084cm-1 (açúcar do DNA sugar e moléculas de PO2), 1236cm-1 (ligações fosfodiésteres), 1540cm-1 (estiramento da Amida II), 2851cm-1 e 2921cm-1 (estiramento do CH2). Alguns grupos revelaram diferenças nas bandas de absorção referentes ao estiramento das moléculas de C-C and C=O (967cm-1), configuração beta da Amida I e estrutura alfa-hélice (1650cm-1 e 1645cm-1, respectivamente), permitindo a caracterização destas doenças de forma eficiente por meio da área das bandas de absorção e deslocamento dos picos das mesmas. Através deste trabalho foi possível verificar o potencial de aplicação da espectroscopia por FTIR em estudos de base, visando a caracterização de células do ponto de vista bioquímico, buscando compreender quais fatores biológicos estão relacionados com as diferenças espectrais verificadas e, com isso, fornecer informações qualitativas referentes à ligações químicas relacionadas a determinados biomarcadores existentes em cada amostra biológica. Outro ponto abordado foi a análise das razões entre as áreas de diversas bandas de absorção. A partir desta avaliação, foi possível definir bandas referentes a biomarcadores chaves na diferenciação celular. Foram comparadas as razões comumente utilizadas na literatura, assim como avaliadas novas combinações, visando uma diferenciação mais eficiente. As novas razões obtidas foram: (i) 1053cm-1 e 1084cm-1; (ii) 1540cm-1 e 10840cm-1; (iii) 1650cm-1 e 1084cm-1; (iv) 1395cm-1 e 1053cm-1; (v) 1453cm-1 e 1053cm-1; (vi) 1084cm-1 e 1646cm-1; (vii) 1084cm-1 e 2851cm-1 e, por fim, (viii) 1053cm-1 e 3060cm-1. Através das razões de tais bandas de absorção, referentes às proteínas, lipídeos, DNA e RNA, foi possível diferenciar não somente as linhagens celulares pertencentes à um mesmo grupo patológico e sim, adquirir valores distintos para cada uma das oito linhagens estudas. O deslocamento dos picos, alterações relacionadas à largura das bandas e variações relativas às razões de diversos componentes biológicos podem conter uma informação importante com relação aos biomarcadores envolvidos em diferentes tipos de doenças. Estes biomarcadores detectados através da espectroscopia com FTIR podem ser utilizados na diferenciação e classificação de células neoplásicas e sadias assim como levar a avanços relacionados ao desenvolvimento de protocolos clínicos. / The molecular mechanisms and changes leading to the development and progression of cancers are extremely complex. FTIR spectroscopy can detect biochemical features of biological materials, enabling the important characterization and differentiation of cells. By looking at the individual absorption bands, it is possible to spot similarities and differences between the cells, which help to understand the changes observed in the same disease cell line group or between healthy and diseases cells. In this work we characterized four sets of neoplastic cells with FTIR spectroscopy. Each cell set was composed of two cell lines: the first one was a set composed by murine melanoma (B16F10) and human melanoma (C8161), the second one was colorectal adenocarcinoma (HT-29), and adenocarcinoma of the cervix (HeLa), the third one two human breast cancers cell lines (SKBr3 cells and MCF-7), and the last one was human leukemia cell line (JURKAT) and peripheral blood mononuclear cell (PBMC). Comparing all cell lines, differences in the following absorption bands were identified: 1084cm-1 (DNA sugar and PO2), 1236cm-1 (phosphodiester bonds), 1540cm-1 (amide II stretching), 2851cm-1, and 2921cm-1 (CH2 stretching). Some groups revealed differences in the absorption bands related to C C and C O stretching (967cm-1), amide I beta sheet and alpha helix structure (1650cm-1 and 1742cm-1, respectively), allowing the characterization of these diseases, differentiating them efficiently through the area and peaks displacement of the absorption bands. Through this work it was possible to verify the FTIR spectroscopy potential for application on basic studies, aiming cells characterization from the biochemical point of view, trying to understand which biological factors are related to each spectral differences observed, and provide qualitative information concerning the chemical bonds associated with certain biomarkers in each biological sample. The ratio analysis between the areas of different absorption bands was another point discussed. By this analysis it was possible to define biomarkers key bands in cell differentiation. The ratios commonly used in the literature were compared and new combinations were evaluated, aiming more efficient differentiation. The new ratios defined were (i) 1053cm-1 and 1084cm-1; (ii) 1540cm-1 and 10840cm-1; (iii) 1650cm-1 and 1084cm-1; (iv) 1395cm-1 and 1053cm-1; (v) 1453cm-1 and 1053cm-1; (vi) 1084cm-1 and 1646cm-1; (vii) 1084cm-1 and 2851cm-1 and, finally, (viii) 1053cm-1 and 3060cm-1. Through these ratios, related to proteins, lipids, DNA and RNA it was possible to differentiate the cell lines not only belonging to the same pathology, but from every each other cell line. Advances related to the detection of biochemical alterations in cells and tissues will occur with the employment of new mathematical procedures for data analysis and the development of new technologies that will enable detection of weak and broad absorption bands with better accuracy. Peak displacement, alterations related to band width, and variations in the relative ratios of the main biological compounds, may carry important information with respect to biomarkers involved with different disease types. These biomarkers, detected by FTIR spectroscopy, will be used to differentiate and classify neoplastic and healthy cells as well as to lead to advances related to the development of clinical protocols.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-06-08T17:42:20Z No. of bitstreams: 2 Tese - Luciana Ferreira Fonseca Rodovalho - 2012.pdf: 14230343 bytes, checksum: 9caf67440c3b486da1aac79e7f782291 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-06-09T11:07:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Luciana Ferreira Fonseca Rodovalho - 2012.pdf: 14230343 bytes, checksum: 9caf67440c3b486da1aac79e7f782291 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-09T11:07:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Luciana Ferreira Fonseca Rodovalho - 2012.pdf: 14230343 bytes, checksum: 9caf67440c3b486da1aac79e7f782291 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2012-09-28 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Financiadora de Estudos e Projetos- Finep / Entacapone is a catechol-o-methyl transferase inhibitor used in association with carbidopa and L-dopa in the treatment of Parkinson’s disease. Currently, only one medication containing the association of these three substances is available on the market and it is under patent protection. The objectives of this study were the development and the physicochemical characterization of tablets containing the association of entacapone, carbidopa, and L-dopa using Stalevo® as a reference medication. The evaluation of possible incompatibilities between entacapone, carbidopa, L-dopa, and the excipients was carried out as a preformulation step. To achieve this, initially, differential scanning calorimetry (DSC) analyses were performed and, posteriorly, additional confirmatory studies were conducted using Fourier transformation-infrared spectroscopy (FTIR) and optical microscopy. The tablets were developed using the wet granulation method and the wet granulation method in a high shear mixer and physicochemical parameters were evaluated both for the granulate (moisture, density, and flow) and the oral dosage forms developed (friability, hardness, average weight, disintegration, and content of active ingredient). The dissolution profile of the tablets obtained was assessed based on Stalevo®. Tablets containing entacapone should contain pharmacotechnical elements to promote its bioavailability, since it presents low solubility and low permeability. Therefore, for the development of tablets, different batches were produced using surfactants. Entacapone associated with carbidopa, magnesium stearate, and crospovidone presented signs of degradation, according to FTIR and microscopy. Thus, these excipients should be avoided in the development of solid dosage forms containing entacapone. The batches of core tablets developed during this study were approved regarding the physicochemical criteria, including the dissolution profile. The coated tablets containing poloxamer 407 presented dissolution profile similar to the reference medication. / O entacapone é fármaco inibidor da catecol-o-metil transferase no tratamento da doença de Parkinson, utilizado na forma de comprimidos em associação com carbidopa e L-dopa. Atualmente, existe no mercado apenas um medicamento contendo a associação dessas três substâncias, o qual se encontra sob proteção patentária. Este trabalho teve como objetivos o desenvolvimento e a caracterização físico-química de comprimidos contendo a associação de entacapone, carbidopa e L-dopa utilizando Stalevo® como medicamento referência. A avaliação de possíveis incompatibilidades entre entacapone, carbidopa, L-dopa e os excipientes foi feita como etapa da préformulação. Para tanto, inicialmente, foram executadas análises por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e, posteriormente, foram conduzidos estudos adicionais confirmatórios utilizando as técnicas de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia óptica. Os comprimidos foram desenvolvidos utilizando método de granulação por via úmida em misturador de alto cisalhamento e os parâmetros físico-químicos foram avaliados tanto para o granulado (teor de umidade, densidade e fluxo) quanto para os comprimidos (friabilidade, dureza, peso médio, desintegração e teor). O perfil de dissolução dos comprimidos obtidos foi avaliado tendo como referência Stalevo®. Comprimidos contendo entacapone devem conter elementos farmacotécnicos que promovam biodisponibilidade, uma vez que este apresenta baixa solubilidade e baixa permeabilidade. Sendo assim, para o desenvolvimento dos comprimidos, foram produzidos diferentes lotes utilizando tensoativos. O entacapone associado a carbidopa, estearato de magnésio e crospovidona apresentou sinais de degradação, de acordo com as análises térmicas, por FTIR e microscopia óptica. Portanto, esses excipientes devem ser evitados em comprimidos contendo entacapone. Os lotes dos núcleos dos comprimidos desenvolvidos neste trabalho foram aprovados em relação aos critérios físico-químicos, inclusive quanto ao perfil de dissolução. Os comprimidos revestidos contendo poloxamer 407 apresentaram perfil de dissolução semelhante ao medicamento referência.

Preocupações com o acúmulo de lixo plástico e seu consequente impacto ambiental levaram os cientistas e a indústria química, nas últimas décadas, a uma busca por plásticos biodegradáveis e plásticos produzidos com matérias-primas de fontes renováveis. Entre eles, encontram-se o poli(ácido lático), o poli(?-caprolactona), os poli(hidroxialcanoatos), os polímeros de amido e os polímeros sintéticos que recebem aditivos que facilitam a degradação, conhecidos como oxi-biodegradáveis. Em decorrência dos processos de produção e uso de aditivos e corantes, os plásticos podem conter constituintes que não fazem parte das moléculas do polímero. Por esta razão, o objetivo do trabalho foi determinar os elementos químicos presentes em amostras de polímeros biodegradáveis, sacolas oxi-biodegradáveis e sacolas de amido distribuídas em supermercados, empregando-se análise por ativação neutrônica instrumental (INAA) e espectroscopia de fluorescência de raios X (XRF). A identificação dos polímeros das sacolas de supermercado foi realizada por espectroscopia de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os resultados das análises químicas dos polímeros não processados evidenciaram baixas concentrações dos elementos químicos. Já os plásticos das sacolas apresentaram altas concentrações de cálcio, sódio, zinco e titânio, provenientes do uso de cargas minerais, corantes e outros aditivos. Em algumas amostras, as concentrações de zinco, cobalto, cromo, molibdênio e chumbo excederam os limites estabelecidos pela norma ABNT NBR 15448-2:2008 para polímeros biodegradáveis. As análises também indicaram que os aditivos pró-oxidantes utilizados nas sacolas oxi-biodegradáveis são baseados em compostos químicos que contêm ferro. Os resultados obtidos comprovam que os plásticos biodegradáveis podem ser utilizados de forma segura em embalagens e outras aplicações, desde que se evitem os aditivos contendo elementos químicos tóxicos e outras substâncias perigosas / Concerns about the accumulation of plastic waste and its consequent environmental impact have led scientists and chemical industry, in recent decades, to search for biodegradable plastics and plastics made with renewable raw materials. Among them are included poly (lactic acid), polycaprolactone, polyhydroxyalkanoates, starch polymers and synthetic polymers having additives which facilitate degradation, known as oxo-biodegradable. Due to production processes and use of additives and dyes, plastics may contain small amounts of chemical elements that are not part of the polymer molecules. For this reason, the objective of this study was to determine chemical elements in samples of biodegradable polymers, oxy-biodegradable and starch bags distributed in supermarkets by instrumental neutron activation analysis (INAA) and X-ray fluorescence spectroscopy (XRF). The polymers of plastic bags were identified by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Results of chemical analysis of unprocessed polymers have shown low concentrations of chemical elements. On the other hand, plastic bags have high concentrations of calcium, sodium, zinc and titanium, from the use of mineral fillers, dyes and other additives. In some bag samples, the concentration of zinc, cobalt, chromium, molybdenum and lead exceeded the limits established by the ABNT NBR 15448-2:2008 for biodegradable polymers. The analysis also indicated that the pro-oxidant additives used in the oxy-biodegradable bags are based on chemical compounds that contain iron. These results demonstrate that biodegradable plastics can be safely used in packaging and other applications, provided additives containing toxic chemical elements and other hazardous substances are avoided

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-05-15T15:14:29Z No. of bitstreams: 1 geissydeazevedomendes.pdf: 36976754 bytes, checksum: 80ab46b7f0b567167c8b9d332ae25d24 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-05-22T15:06:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 geissydeazevedomendes.pdf: 36976754 bytes, checksum: 80ab46b7f0b567167c8b9d332ae25d24 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-22T15:06:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 geissydeazevedomendes.pdf: 36976754 bytes, checksum: 80ab46b7f0b567167c8b9d332ae25d24 (MD5) Previous issue date: 2018-02-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O café é um dos mais importantes produtos alimentares na economia mundial. O Brasil é o maior produtor e exportador do grão e o segundo maior consumidor do produto no mundo. A maior parte do café disponível comercialmente são as espécies do tipo café arábica (Coffea arabica L.) e café robusta/conilon (Coffea canephora L.), além de suas misturas. O café arábica tem maior valor comercial e suas características sensoriais gerais são mais apreciadas quando comparadas ao robusta. O objetivo deste trabalho é diferenciar as espécies de café após a torrefação por espectroscopia óptica. Assim, misturas com diferentes proporções de cafés arábica/robusta torrado e moído, em três graus de torrefação (claro, médio e escuro) foram estudados utilizando as técnicas de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), fluorescência e fluorescência resolvida no tempo (TCSPC). Notória a similaridade existente na composição química das amostras, dois métodos multivariados foram aplicados para avaliação dos espectros de infravermelho: análise de componentes principais (PCA) e regressão por mínimos quadrados parciais (PLS). A partir dos espectros avaliados com o PCA, foi possível diferenciar as espécies de café e identificar compostos que são bons discriminantes entre elas, como a cafeína e os lipídeos, presentes em quantidades maiores no café robusta e arábica, respectivamente. Além disso, ao associar os espectros do FTIR ao PLS, foi desenvolvido um modelo capaz de predizer quantitativamente a proporção de cada espécie nas amostras estudadas, com coeficiente de determinação superior a 0,99. As análises de fluorescência e fluorescência resolvida no tempo foram realizadas utilizando-se comprimentos de onda de excitação/emissão em 280/480 nm, 310/470 nm e 400/605 nm. Os espectros de emissão obtidos pela técnica discriminam as espécies e indicam a presença de fluoróforos em apenas um dos cafés analisados. Já pela contagem de fóton único correlacionado no tempo (TCSPC), obteve-se intensidade média do tempo de vida de emissão, no qual o conjunto 310/470 nm apresentou diferença entre as espécies superior a 20%. Os resultados obtidos neste trabalho, evidenciam o fato de que as técnicas empregadas são promissoras, uma vez que são capazes de distinguir com rapidez as espécies ou até mesmo quantificar a porcentagem das misturas. / Coffee is one of the most important food products in the world economy. Brazil is the largest producer and exporter of the grain and the second largest consumer of coffee in the world. Most commercially available coffee is arabica coffee (Coffea arabica L.) and robusta/conilon coffee (Coffea canephora L.) type species as well their blends. The arabica coffee has higher commercial value and its general sensorial characteristics are more favorable when compared to robusta coffee one. This work aimed to differentiate coffee species after roasting by optical spectroscopy. Thus, blends with different ratios of roasted and ground arabica/robusta coffees in three grades of roasting (light, medium and dark) were studied using the Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), fluorescence and time resolved fluorescence (TCSPC) spectroscopy techniques. Notably similar in their chemical composition, two multivariate methods were used to analyze the sample spectra: principal component analysis (PCA) and partial least squares regression (PLS). From the spectra analyzed with PCA, it was possible to differentiate the coffee species and to identify compounds that are good discriminants among them, such as caffeine and lipids, present in larger quantities in the robusta and arabica coffee, respectively. In addition, by associating the FTIR spectra to the PLS, a model capable of quantitatively predict the proportion of each specie in the studied samples was developed, with a determination coefficient higher than 0.99. Time resolved fluorescence and fluorescence analyzes were performed using excitation/emission wavelengths at 280/480 nm, 310/470 nm and 400/605 nm. The emission spectra obtained by the technique discriminate the species and indicate the presence of fluorophores in only one of the coffees analyzed. As for the time-correlated single photon count (TCSPC), the mean intensity of the emission lifetime was calculated, in which the set 310/470 nm showed a difference between species of more than 20%. The results obtained in this work demonstrate the fact that the techniques employed are promising since they are able to quickly distinguish the species or even quantify the percentage of the blends.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-07-13T14:47:16Z No. of bitstreams: 1 antonioiranaldonunesleite.pdf: 2272538 bytes, checksum: 645159bd334d12ccd552d6bcc794483e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-07-16T17:31:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 antonioiranaldonunesleite.pdf: 2272538 bytes, checksum: 645159bd334d12ccd552d6bcc794483e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-16T17:31:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 antonioiranaldonunesleite.pdf: 2272538 bytes, checksum: 645159bd334d12ccd552d6bcc794483e (MD5) Previous issue date: 2018-03-28 / O presente trabalho teve como objetivo a utilização da Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Reflectância Total Atenuada (ATR) como ferramenta para avaliação rápida da autenticidade do queijo de manteiga do Seridó, por meio da verificação da ausência de óleo de soja, a qual é a fraude mais comum neste tipo de queijo. Foram analisadas amostras de queijo de manteiga puro (sem fraude) e fraudado com óleo vegetal em percentuais de 10 a 100% de substituição da manteiga. Para cada amostra produzida, determinou-se os percentuais de proteína, gordura, gordura no extrato seco, umidade, pH, sólidos totais, análise colorimétrica e do perfil de textura, além das análises espectroscópicas. Em cada queijo foram retiradas três amostras de diferentes pontos e feitas medições por meio do espectrômetro MIR (Mid-Infrared Spectroscopy) no intervalo de 400 a 4000 cmˉ¹. Os espectros obtidos em triplicata, caracterizaram-se por apresentar bandas de absorção nas regiões de 3650 a 650 cmˉ¹. Para avaliar as alterações ocorridas no queijo com a adição de óleo vegetal, foram estudados os picos característicos de lipídios (2922, 2852, 1743, 1464, 1160 cmˉ¹) juntamente com os picos referentes a ácidos graxos insaturados de cadeia longa (3007 e 721 cmˉ¹). Picos do grupamento amida (1640 e 1545 cmˉ¹) também mostraram diferenciação quando as amostras foram submetidas a substituição da manteiga de garrafa por óleo vegetal, diminuindo a intensidade destes. A utilização de técnicas quimiométricas, o PCA (Principal Component Analisis), possibilitou a separação das amostras em grupamentos distintos de acordo com o percentual de fraude e a diferenciação dos queijos com e sem fraude. Pelos resultados obtidos na espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) associada a técnica do ATR, pode-se concluir que o método e a técnica utilizada, foram capazes de identificar a autenticidade do queijo de manteiga, quanto a presença de óleo vegetal. / The present work has as main purpose the use of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Attenuated Total Reflectance (ATR) as a tool for rapid assessment of the authenticity of the butter cheese of Seridó, through the verification of the absence of vegetable oil, which is the most common fraud in this type of cheese. Samples of pure butter cheese (without fraud) were analyzed and chewed with vegetable oil in percentage of 10 to 100% of substitution of the bottle butter for soybean oil. The percentages of protein, fat, fat in the dry extract, moisture, pH, total solids, colorimetric analysis, texture profile and spectroscopic analyzes were determined for each sample produced. In each cheese three different points were taken and measurements were made through the MIR (Mid-Infrared) spectrometer in the range of 400 to 4000 cmˉ¹. The spectra obtained in triplicate were characterized by the presence of absorption bands in the region 3650 to 650 cmˉ¹. In order to evaluate the changes in cheese with the addition of vegetable oil, we have studied the characteristic peaks of lipids (2922, 2852, 1743, 1464, 1160 cmˉ¹) together with the peaks referring to long chain unsaturated fatty acids (3007 e 721 cmˉ¹). Peaks of the amide group (1640 e 1545 cmˉ¹) also showed differentiation when the samples underwent replacement of the bottle butter with vegetable oil, reducing the intensity of the former. Using chemometric techniques, PCA (Principal Component Analysis), it was possible to separate the samples in different groups according to the percentage of fraud and to differentiate cheeses with and without fraud. By the results obtained in the infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR) associated with the ATR technique, it can be concluded that the method and the technique used were able to identify the authenticity of butter cheese, as well as the presence of vegetable oil.

Contexte : L'histologie rénale est une pierre angulaire de la prise en charge néphrologique mais plusieurs facteurs en limitent les capacités nécessitant le développement de nouvelles techniques. La spectroscopie vibrationnelle (SV), Raman (SR) et infrarouge (FTIR), apporte des informations moléculaires et structurelles de manière reproductible sans préparation préalable des échantillons tissulaires la rendant apte à lever ces limitations. Objectif : L'objectif de ce travail est de démontrer l'intérêt de la SV et son potentiel à apporter des informations à partir des biopsies rénales, actuellement indisponibles via les techniques habituelles. Design : Nous avons recherché dans le rein : 1) Des molécules exogènes : Hydroxyethyl amidon (HEA) 2) Des molécules endogènes : les produits de glycation avancée (AGEs) 3) La quantification de structures pathologiques: fibrose et inflammation. Résultats : 1) L'HEA a été détectée par SR dans des biopsies rénales de patients exposés à cette molécule exogène affirmant son accumulation rénale. La quantification de l'HEA par SR sur des biopsies de greffons rénaux a permis d'associer son accumulation à une bonne qualité du greffon estimée par un score de risque du donneur (KDRI) et la fonction rénale à 3 mois de la greffe. 2) 4 AGEs ont été cartographiés et quantifiés dans des glomérules diabétiques et normaux par SR. Ils étaient augmentés dans les glomérules diabétiques vs normaux. Une faible proportion des AGEs a été retrouvée colocalisée au collagène dans les glomérules diabétiques et non dans les glomérules normaux. 3) La fibrose interstitielle et l'inflammation ont été automatiquement quantifiée par FTIR sur 166 biopsies de greffons rénaux de manière reproductible et robuste. La pertinence clinique de cette technique a été prouvée par une bonne corrélation avec la fonction rénale. Conclusion : La SV possède un fort potentiel en néphrologie avec de multiples applications en recherche comme en pratique clinique. / Background: Renal biopsy is a main feature of diagnosis and prognosis in nephrology but it still have some limitation which need further techniques to be more reliable. Vibrational spectroscopy (VS) including Raman spectroscopy (RS) and Fourier-transformed infrared spectroscopy (FTIR) bring out some molecular and structural data from tissue analysis. Objective: We aimed to prove VS is able to provide histologic data actually unattainable by classical techniques. Design: We searched in renal biopsies: 1) Exogenous molecules: Hydroxyethyl starch (HES) 2) Endogenous molecules: Advanced glycation end-product (AGEs) 3) Reproducible quantification of interstitial fibrosis and inflammation in renal grafts. Results: 1) We reported an accumulation of HES by RS in renal biopsies from patients exposed to this molecule. Moreover, accumulation of HES in renal graft biopsies exposed to HES was dependent on good quality of graft defined by kidney donor risk index and renal function at 3 months. 2) 4 AGEs were mapped and quantified by RS in diabetic and normal glomeruli. Levels of each AGE were higher diabetic glomeruli vs controls. In diabetic glomeruli, some AGEs were collocated with collagen that was not found in normal glomeruli. 3) Interstitial fibrosis (IF) and inflammation were quantified in 166 renal graft biopsies by an automated FTIR technique. We assessed the robustness of this technique for discrimination of fibrosis and inflammation. We proved the clinical relevance of this technique by showing a good correlation of IF with renal graft function. Conclusion: Vibrational spectroscopy is a promising technique for nephrology both in basic research and in clinical practice.

Alguns polímeros propriedades ópticas não lineares, as quais fazem com que o material responda de forma não linear à luz ou campo aplicado. Estas propriedades são relevantes no estudo da resposta de materiais à luz e tem sido alvo de muitos estudos recentes. Materiais poliméricos que exibem estas propriedades oferecem um grande potencial em aplicações que requerem a transmissão e manipulação de informações, principalmente na área de telecomunicações, processamento de sinais ópticos, computação e armazenamento de dados. Os polímeros com propriedades não lineares têm geralmente um alto custo, não só devido ao alto custo dos cromóforos utilizados, mas também ao baixo rendimento do processo de polimerização (<50%). Assim a utilização de quantidades relativamente baixas do polímero em misturas com polímeros comerciais poderia aumentar a aplicabilidade destes sistemas. Além disso, muitos destes polímeros apresentam pouca flexibilidade formando filmes quebradiços. Uma maneira de melhorar a flexibilidade seria utilizar blendas dos polímeros com propriedades ópticas não lineares com polímeros comerciais. Neste trabalho preparou-se um polímero com propriedades ópticas não lineares, o poliuretano MDI-DR19CI e caracterizou-se por medidas de espectroscopia nas regiões do visível e infravermelho e ressonância magnética nuclear. Preparou-se blendas deste polímero com quatro outros polímeros transparentes na região do visível, estudando-se o efeito da presença dos polímeros comerciais no espectro de absorção na região do infravermelho e nas propriedades de armazenamento óptico do MDI-DR19CI. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade da utilização do azopolímero MDI-DR19CI em aplicações que requeiram a diluição do cromóforo para três tipos diferentes de polímeros de natureza química bastante distintas. Preparou-se, em uma segunda etapa do trabalho, misturas de poli(amida-imida) com o poliuretano preparado e com outros três polímeros contendo grupos com propriedades ópticas não lineares (ONL) visando a obtenção de filmes auto-sustentáveis e flexíveis com propriedades ópticas não lineares. Foram obtidos filmes com 5% do polímero contendo grupos ONL, os quais apresentaram boa flexibilidade, alto grau de coloração. Três deles, que pertencem a classe dos azopolímeros tiveram suas propriedades de armazenamento óptico demonstradas, apresentando valores de taxa residual em alguns casos menores que os polímeros puros, mas ainda com valores bastante razoáveis para viabilizar seu uso em aplicações de armazenamento de informação que requeiram filmes flexíveis / property is extremely relevant and has been extensively studied recently. Polymeric materials showing this properties offers a great potential for applications requiring transmission and manipulation of information, mainly in telecommunications, optical signal processing, computation, and optical storage. Polymers with non-linear properties are generally expensive, not only due to the high cost of the chromophores used but alto due to the low yield of the polymerization processes (less than 50%). Therefore, the utilization of rather low quantities of the NLO polymer in mixtures with commercial polymers can open the field of application of these polymers. Besides, several of these polymers present low flexibility and form brittle films. A way to increase the flexibility of the films would be the use o blends of NLO polymers s with commercial ones. In this work, a polymer with non-inear optical properties, the MDI-DR19CI polyurethane was prepared and characterized by ultraviolet-visible and infrared spectroscopies, and nuclear magnetic resonance. Blends of this polymer and four commercial polymers, transparent in the visible region, were prepared. The effect of the commercial polymers in the infrared absorption spectra, and in the optical storage properties of MDI-DR19CI, was studied. The results obtained showed the viability of the use of MDI-DR19CI blends in applications that require the \"dilution\" of the chromophores, for three different types of polymers. In a second stage, mixtures of poly(amideimide) and the polyurethane MDI-DR19CI and with other three polymers with NLO properties were prepared in order to obtain self-standing and flexible films with NLO properties. Films with 5% of NLO polymer were obtained, showing good flexibility and high coloration degree. Three of them were azopolymers and were used in optical storage experiments, showing remaining optical storage values, in some cases; lower than the pure NLO polymer, but with values rather sufficient to show the viability of the use of these mixtures in optical storage application that requires flexible films

In this Thesis, the structure of thin films formed by a conducting polymer, polyaniline, was studied using mainly infrared and Raman spectroscopies. That led to the study of aniline oligomers. The oligomers play a key role in the formation of thin films and nanostructures of polyaniline. Furthermore, the Thesis deals with the carbonization of various forms of polyaniline (granular polyaniline base, thin films of polyaniline salt, multi-wall carbon nanotubes coated with polyaniline salt or base, polyaniline nanotubes/nanorods prepared in the presence of ethanol). The two topics, aniline oligomers and carbonization of polyaniline, are connected by a paper concerning the carbonization of microspheres formed during oxidation of aniline in alkaline medium. Optical microscopy, transmission and scanning electron microscopy, UV-Vis spectroscopy, spectroscopic ellipsometry, wide angle X-ray scattering and thermogravimetric analysis were used.